Rust by Example

13.8.1 テストケース: 単位を扱う

共通の単位同士を扱う際のチェックのために、Addを幽霊型を用いた実装にすると便利な場合があります。その場合Addトレイトは以下のようになります。

訳注: RHSはRight Hand Side、つまりAdd(+)演算時の右辺のことです

// このように定義しておくと、`Self + RHS = Output`であることが保証され、
// かつ、impl時にRHSの型が明示されていない場合、デフォルトでSelfと同じに
// なる。
pub trait Add<RHS = Self> {
    type Output;

    fn add(self, rhs: RHS) -> Self::Output;
}

// `Output`は`T<U>`でなくてはならないので`T<U> + T<U> = T<U>`となる。
impl<U> Add for T<U> {
    type Output = T<U>;
    ...
}

以下は全体を示した例です。:

use std::ops::Add; use std::marker::PhantomData; /// 単位を定義するため、空の列挙型を作成。 #[derive(Debug, Clone, Copy)] enum Inch {} #[derive(Debug, Clone, Copy)] enum Mm {} /// `Length`は`Unit`という幽霊型パラメータを持つ型 /// /// `f64`ははじめから`Clone`、`Copy`トレイトを持っている。 #[derive(Debug, Clone, Copy)] struct Length<Unit>(f64,PhantomData<Unit>); /// `Add`トレイトは加算演算子(`+`)の挙動を定義する。 impl<Unit> Add for Length<Unit> { type Output = Length<Unit>; // add()は`Length`の新しいインスタンスを返す。 // Lengthの中の値は合計値になっている。 fn add(self, rhs: Length<Unit>) -> Length<Unit> { // ここでの`+`は`f64`の`Add`実装を呼び出す。 Length(self.0 + rhs.0, PhantomData) } } fn main() { // `one_foot`が幽霊型`Inch`を持つように明示する。 let one_foot: Length<Inch> = Length(12.0, PhantomData); // `one_meter`が幽霊型`Mm`を持つように明示する。 let one_meter: Length<Mm> = Length(1000.0, PhantomData); // 以下の`+`は上で定義した`Length<Unit>`用の`add()`メソッドを呼び出す。 // // `Length`は`Copy`トレイトを持っているため、`add()`は`one_foot`及び`one_meter` // を消費する代わりにそのコピーを作り、`self`、`rhs`として扱う。 let two_feet = one_foot + one_foot; let two_meters = one_meter + one_meter; // 加算が問題なく実行されていることを確認 println!("one foot + one_foot = {:?}", two_feet); println!("one meter + one_meter = {:?}", two_meters); // 異なる単位間の加算は意味を成さないので、 // 以下はきちんとコンパイルエラーになる。 // コンパイルエラー: タイプミスマッチ //let one_feter = one_foot + one_meter; }

See also:

借用(&), トレイトバウンド, 列挙型, impl & self, 演算子のオーバーロード, 参照, トレイト (X for Y), タプル.