Rust の文法: 制御構文 (if, match, while, loop, for)

2023-02-13

条件分岐

if 文 (if statement)

if n > 0 {
    println!("{} is positive", n);
} else if n < 0 {
    println!("{} is negative", n);
} else {
    println!("{} is zero", n);
}

C/C++ と異なり、条件式は () で囲む必要はありません。ただし、ブロック部分は必ず {} で囲む必要があります。

if 式 (if expression)

Rust の if は式として扱うことができるので、分岐後に評価した値を参照することができます（Kotlin などのモダンな言語と同様です）。下記の変数 s には、n の値に応じて Good あるいは Bad が格納されます。

let s = if n > 0 { "Good" } else { "Bad" };

if を式として使う場合は、必ず else 句が必要なことに注意してください。また、評価後の値（上記の例では "Good" や "Bad"）の後ろには、セミコロン (;) を付けてはいけません。セミコロンを付けると、それは式ではなく値を持たない文とみなされてしまうので、if 式の評価結果が空（空タプル ()）になってしまいます。

☝️ Rust に三項演算子はない Java や C/C++ には三項演算子 (a ? b : c) がありますが、Rust にはこのような三項演算子は存在しません。 if 式を使えば同様のことを表現できるからです。

match 式 (match expression)

C/C++ や Java の switch に相当する分岐処理として、Rust では match を使用します。各分岐処理において、if ... というガード (guard) を付加することで、柔軟な分岐処理を行うことができます。

let n = 5;
match n {
    0 => println!("zero"),  // n が 0 の場合
    _ if n < 0 => println!("negative"),  // n が負の場合
    _ if n < 10 => println!("single digit"),  // n が 1 から 9 の場合
    _ => println!("multiple digits"),  // それ以外（n が 10 以上）の場合
}

if と同様に、match は式として扱うことができるので、評価後の値を変数などで受け取ることができます。

/// ゲームのジャンル
enum Genre { Action, Shooting, Table, Strategy, Rpg }

let g = Genre::Action;

// ジャンルの略称に変換する
let abbr = match g {
    Genre::Action => "ACT",
    Genre::Shooting => "STG",
    Genre::Table => "TBL",
    _ => "OTHER",
};

println!("{}", abbr);  //=> ACT

ちなみに、上記の例では列挙型 (enum) の値による分岐処理を行っています。列挙型の詳細はこちらを参照してください。

ループ

while ループ

let mut n = 1;
while n <= 3 {
    println!("n = {n}");
    n += 1;
}

if と同様、条件部分は () で囲まず、ブロック部分は {} で囲みます。 Rust には C/C++ のような do-while 構文はありませんが、break や continue は同様に使用できます。無限ループにしたいときは、while true とする代わりに、下記の loop を使用します。

loop ループ

Rust には、無限ループ用の loop が用意されています。

let mut n = 1;
loop {
    println!("n = {n}");
    n += 1;
    if n > 3 {
        break;
    }
}

for-in ループ

for-in ループは、イテレート可能なコレクション要素を 1 つずつ取り出すときに使用します。

配列要素を 1 つずつ取り出す

let arr = [100, 200, 300];
for x in arr {
    println!("The value is: {}", x);
}

範囲演算子（.. や ..=）で Range オブジェクトを作れば、数値範囲のループ処理を行えます。

1〜4 のループ (right-exclusive range operator)

for i in 1..5 {
    print!("{i} ")
}

1〜5 のループ (right-inclusive range operator)

for i in 1..=5 {
    print!("{i} ")
}

逆順にループ（5 → 1）

for i in (1..=5).rev() {
    println!("{i}");
}

in の後ろの部分に式を記述した場合、ループの実行前に一度だけ評価されます。例えば、下記の s.len() 部分は一度だけ実行されます。

for i in 0..s.len() {
    // ...
}

for の iteration variable（イテレーション変数）のスコープは for ステートメント内に限定されるので、外側で定義されている変数と同じ名前を使うことができます（推奨はされませんが）。

外側のループを抜ける

'outer: loop {
    for i in 0..5 {
        println!("{}", i);
        if i == 2 {
            break 'outer;
        }
    }
}

while、loop、for-in ループに 'ラベル名: という形でラベルを付けておくと、ネストされたループを break で抜けることができます。

2023-02-13