Learning Rust - Vectors and Strings

Programming / Rust

Syntax and Semantics

今回は、Rustのvectorと文字列を学びます。 Vectorの使いかたはわかりやすいですが、Rustの文字列は他の言語とすこし違うようです。

Vectors

Rustでのvectorのはなしです。

vectorは可変長配列です。 標準ライブラリにVec<T>という型で定義されています。 (<T>はすぐあとででてくるジェネリクスです。いろんな型のvectorがつくれます。)

Vectorをつくるには、vec![]マクロを使います。

let v = vec![1, 2, 3, 4, 5]; // v: Vec<i32>

let u = vec![0; 10]; // ten zeros

Vectorの要素はヒープ上に確保されるそうです。

Accessing elements

vectorの要素にアクセスするには、[]をつかいます。 インデックスは0始まりです。

let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];

println!("The third element of v is {}", v[2]); // 3

インデックスをvariable bindingで指定するとき、 その型はusizeでないといけません。 i32などは不可です。

let i: usize = 0;
let j: i32 = 0;

println!("{}", v[i]); // works
println!("{}", v[j]); // doesn't

Iterating

forループで要素を走査できます。

let mut v = vec![1, 2, 3, 4, 5];

for i in &v {
    println!("A reference to {}", i);
}

Immutableな参照&vだけでなく、&mut v, vで受け取るのも可能です。

Strings

つぎは、Rustでの文字列のはなしです。 Rustでは文字列のあつかいが、Cなどと比べて結構違うようです。

まず、Rustの文字列はUnicodeスカラ値が並んだもので、 UTF-8にエンコードされます。 終端がnull文字だったりはせず、null文字自体を含むこともできるようです。

Rustには二つの文字列型があります。 &strとStringです。 &strは文字列リテラルのスライスです。

let greeting = "Hello there."; // greeting: &'static str

文字列リテラルは'staticなlifetimeをもち、 greetingはこの文字列を参照しています。 文字列リテラルのスライスはimmutableです。

一方、Stringはヒープ上に確保され、mutableです。 多くの場合、&strからto_string()メソッドでStringに変換されます。

let mut s = "Hello".to_string(); // mut s: String
println!("{}", s);

s.push_str(", world.");
println!("{}", s);

String型のものに&をつけて参照しようとすると、 勝手に&str型のスライスに変換されます。

fn takes_slice(slice: &str) {
    println!("Got: {}", slice);
}

fn main() {
    let s = "Hello".to_string();
    takes_slice(&s);
}

というのも、&strをStringに変換すると、 無駄なメモリアロケーションが起こってしまうためです。

Indexing

Rustの文字列はUTF-8で、文字によってバイト数がことなるため、 単純にインデックス指定することはできません。

文字列の初めから調べていって、文字に分解する必要があります。 そのためのメソッドがちゃんと用意されていて、次のように使います。

let hachiko = "忠犬ハチ公";

for b in hachiko.as_bytes() {
    print!("{}, ", b);
}

println!("");

for c in hachiko.chars() {
    print!("{}, ", c);
}

println!("");

let dog = hachiko.chars().nth(1);
match dog {
    Some(d) => println!("{}", d),
    None => println!("Error!"),
}

出力は以下です。

229, 191, 160, 231, 138, 172, 227, 131, 143, 227, 131, 129, 229, 133, 172,
忠, 犬, ハ, チ, 公,
犬

Slicing

スライスのsyntaxをつかってスライスを得ることもできますが、 indexが文字単位ではなくバイト単位であることに注意が必要です。

let dog = "hachiko";
let hachi = &dog[0..5]; // works

let dog = "忠犬ハチ公";
let hachi = &dog[0..2]; // runtime error