【Effective-Rustlings-jp】Day 2：型システムを用いて共通の挙動を表現しよう

# はじめに
こんにちは。細々とプログラミングをしている[sotanengel](https://x.com/sota_eng_prog)です。
この記事は以下の記事の連載です。

https://qiita.com/sotanengel/private/78103dcfe2fa34f8815e


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<summary><strong>他の連載記事</strong> (<em>詳細</em>)</summary>

- [Day 1：型システムを使ってデータ構造を再現しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/588a7f7cc03c36fc1adc)
- [Day 2：型システムを用いて共通の挙動を表現しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/2a8fc62b6d9f8e916021)
- [Day 3：OptionとResultに対してはmatchを用いずに変換しよう](https://qiita.com/sotanengel/items/b54990dc82d877b9d70d)
- [Day 4：標準のErrorを使おう](https://qiita.com/sotanengel/private/79f683c3d75d09244567)
- [Day 5：型変換を理解しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/8cc28c8b6108e5998e23)
- [Day 6：newtypeパターンを活用しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/38814f8b5a88aad9eccc)
- [Day 7：複雑な型にはビルダを使おう](https://qiita.com/sotanengel/private/80bc555e95ed56b72f14)
- [Day 8：明示的なループの代わりにイテレータ変換を使用することを検討しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/f7f4fc03f0b2dc445bf2)
- [Day 9：標準トレイトに習熟しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/24a8ad443fc23e779ccd)
- [Day 10：RIIパターンにはDropトレイトを実装しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/a3d1b04f98ea80b8989d)
- [Day 11：ジェネリクスとトレイトオブジェクトのトレードオフを理解しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/8e2e88d5619b434c3ada)
- [Day 12：デフォルト実装を用いて、実装しなければならないトレイトメソッドを最小限にしよう](https://qiita.com/sotanengel/private/16b02d32732727eaf66f)
- [Day 13：Don't panic](https://qiita.com/sotanengel/private/aa833ce99c8e8b8eecf2)
- [Day 14：リフレクションを避けよう](https://qiita.com/sotanengel/private/6108b22f6644d4fde997)
- [Day 15：可視範囲を最小化しよう](https://qiita.com/sotanengel/private/4075925e05de50dfac96)
- [Day 16：ワイルドカードインポートを避けよう](https://qiita.com/sotanengel/private/555314f77c8318bb1c45)
- [Day 17：パブリックインターフェースのドキュメントを書こう](https://qiita.com/sotanengel/private/b4e8a11522b253ebb62e)
- [Day 18：分別を持ってマクロを使おう](https://qiita.com/sotanengel/private/a33b5ab66a82a26b4adc)
- [Day 19：Clippyに耳を傾けよう](https://qiita.com/sotanengel/private/b4c161bb87fc9e7e813e)
- [Day 20：ユニットテスト以上のものを書こう](https://qiita.com/sotanengel/private/58fcafaee5418b2b2b16)

</details>

また本記事は[Effective Rust(David Drysdale (著), 中田 秀基 (翻訳))](https://www.oreilly.com/library/view/effective-rust/9781098151393/)を参考に作成されております。とてもいい書籍ですので興味を持った方は、ぜひ読んでみてください！
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  <figure>
    <a href="https://www.amazon.co.jp/Effective-Rust-%E2%80%95Rust%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%89%E3%82%92%E6%94%B9%E5%96%84%E3%81%97%E3%80%81%E3%82%A8%E3%82%B3%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86%E3%83%A0%E3%82%92%E6%9C%80%E5%A4%A7%E9%99%90%E3%81%AB%E6%B4%BB%E7%94%A8%E3%81%99%E3%82%8B%E3%81%9F%E3%82%81%E3%81%AE35%E9%A0%85%E7%9B%AE-David-Drysdale/dp/4814400942"  target="_blank">
      <img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1758960/cb1245be-02d6-0c74-8b79-e46288f2ea73.png" alt="商品画像" width="50%">
    </a>
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# 今日の内容
## 概要
共通の挙動を型システムで表現できるようにしましょう。

## メソッドのシグネチャで関数の挙動を説明しよう
### 問([リンク](https://github.com/sotanengel/effective-rustlings-jp/blob/20250101/exercises/2_types_Use_the_type_system_to_express_common_behavior/1_methods.rs))
`enum`に`impl`で関数を定義することで、データ構造に関連したメソッドを作成しましょう。

<details>
<summary><strong>コード</strong> (<em>詳細</em>)</summary>

```rust
enum Item {
    Apple(u32), // 価格
    Meat(u32),  // 価格
}

impl Item {
    // TODO: Itemの価格を返却するメソッドを書いてください。
    fn price(&self) -> u32 {}

    // TODO: Itemの価格を変更するメソッドを書いてください。
    fn increase_price(&mut self, amount: u32) {}

    // TODO: 「Consumed {apple or meat} worth {} yen」という出力をするメソッドを書いてください。
    fn consume(self) {}
}

fn main() {
    let mut apple = Item::Apple(300);
    let meat = Item::Meat(1200);

    // 参照メソッドの呼び出し
    println!("Apple price: {} yen", apple.price());

    // 可変参照メソッドの呼び出し
    apple.increase_price(100);
    println!("Increased apple price: {} yen", apple.price());

    // 所有権を消費するメソッドの呼び出し
    meat.consume();
}
```

</details>

### 解答([リンク](https://github.com/sotanengel/effective-rustlings-jp/blob/20250101/solutions/2_types_Use_the_type_system_to_express_common_behavior/1_methods.rs))
関数のシグネチャ部分により、どんなメソッドなのかを分かりやすく表現できます。

- 参照を取るメソッド(データの構造を取得するが、変更はしないことがシグネチャから分かる)
- 可変参照を取るメソッド(データを変更する可能性がある)
- 所有権を消費するメソッド(データを消費する、それ以降でデータを利用しない)

<details>
<summary><strong>コード</strong> (<em>詳細</em>)</summary>

```rust
enum Item {
    Apple(u32), // 価格
    Meat(u32),  // 価格
}

impl Item {
    // 参照を取るメソッド(データの構造を取得するが、変更はしないことがシグネチャから分かる)
    fn price(&self) -> u32 {
        match self {
            Item::Apple(price) => *price,
            Item::Meat(price) => *price,
        }
    }

    // 可変参照を取るメソッド(データを変更する可能性がある)
    fn increase_price(&mut self, amount: u32) {
        match self {
            Item::Apple(price) => *price += amount,
            Item::Meat(price) => *price += amount,
        }
    }

    // 所有権を消費するメソッド(データを消費する)
    fn consume(self) {
        match self {
            Item::Apple(price) => println!("Consumed apple worth {} yen", price),
            Item::Meat(price) => println!("Consumed meat worth {} yen", price),
        }
    }
}

fn main() {
    let mut apple = Item::Apple(300);
    let meat = Item::Meat(1200);

    // 参照メソッドの呼び出し
    println!("Apple price: {} yen", apple.price());

    // 可変参照メソッドの呼び出し
    apple.increase_price(100);
    println!("Increased apple price: {} yen", apple.price());

    // 所有権を消費するメソッドの呼び出し
    meat.consume();
}
```

</details>

## 関数ポインタを使いこなそう
### 問([リンク](https://github.com/sotanengel/effective-rustlings-jp/blob/20250101/exercises/2_types_Use_the_type_system_to_express_common_behavior/2_function_pointer.rs))
`add`関数を`fp1`と`fp2`に関数ポインタとして定義しましょう。

<details>
<summary><strong>コード</strong> (<em>詳細</em>)</summary>

```rust
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

fn main() {
    // TODO: fp1とfp2に関数ポインタを適用してください。
    let fp1 = add;
    let fp2 = add;

    assert!(fp1 == fp2, "{:?} != {:?}", fp1, fp2);
}
```

</details>

### 解答([リンク](https://github.com/sotanengel/effective-rustlings-jp/blob/20250101/solutions/2_types_Use_the_type_system_to_express_common_behavior/2_function_pointer.rs))
`let op:`のように明示的に関数ポインタを定義してから、代入しましょう。

<details>
<summary><strong>コード</strong> (<em>詳細</em>)</summary>

```rust
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

fn main() {
    let op: fn(i32, i32) -> i32 = add; // 関数ポインタとして利用するためには明示的なfn型に変換が必要
    let fp1 = op;
    let fp2 = op;

    assert!(fp1 == fp2, "{:?} != {:?}", fp1, fp2);
}
```

</details>

## クロージャーを使って環境中の変数を活用しましょう
### 問([リンク](https://github.com/sotanengel/effective-rustlings-jp/blob/20250101/exercises/2_types_Use_the_type_system_to_express_common_behavior/3_closure.rs))
環境中の`a`と`c`を`divide_and_add`に活用できるようにしましょう。

<details>
<summary><strong>コード</strong> (<em>詳細</em>)</summary>

```rust
fn main() {
    let a = 10;
    let c = 5;

    // TODO: クロージャーとしてdivide_and_addを導入することでコンパイルエラーを解消してください。
    fn divide_and_add(b: i32) -> i32 {
        if b != 0 {
            a / b + c
        } else {
            c
        }
    }

    println!("Divide: {}", divide_and_add(1));
    println!("Divide: {}", divide_and_add(0));
}
```

</details>

### 解答([リンク](https://github.com/sotanengel/effective-rustlings-jp/blob/20250101/solutions/2_types_Use_the_type_system_to_express_common_behavior/3_closure.rs))
クロージャーを使うことで環境中の変数を利用することができます。

<details>
<summary><strong>コード</strong> (<em>詳細</em>)</summary>

```rust
fn main() {
    let a = 10;
    let c = 5;
    let divide_and_add = |b: i32| if b != 0 { a / b + c } else { c }; // クロージャーで定義することで、環境にある変数(a, c)を使った関数にすることができる。

    println!("Divide: {}", divide_and_add(1));
    println!("Divide: {}", divide_and_add(0));
}
```

</details>

# さいごに

もしも本リポジトリで不備などあれば、リポジトリのissueやPRなどでご指摘いただければと思います。

https://github.com/sotanengel/effective-rustlings-jp/issues