Rust 1.34を早めに深掘り

ついにRustの深掘りがシリーズ化してしまいました。R&Dチームの齋藤です。先週からTwitterを始めてみました（@aznhe21）。

さて、本日、日本時間4/12（金）にRust 1.34がリリースされました。この記事ではRust 1.34での変更点を詳しく紹介します。なお、この記事は公式リリースノートをベースに、意訳・追記をしています。

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ピックアップ
変更点リスト
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さいごに
ライセンス表記

ピックアップ

個人的に注目する変更点を「ピックアップ」としてまとめました。全ての変更点を網羅したリストは変更点リストをご覧ください。

`TryFrom`/`TryInto`が安定化

多くの人が待ち望んでいた機能でしょう。これによって「失敗するかもしれない変換」が標準のトレイトを用いて書けるようになります。では、これはどういう場合に便利なのでしょうか？

これまではconvert::From/convert::Intoで型変換が出来ました。

fn main() {
    let n: u32 = true.into();
    println!("{}", n);
}

似たトレイトとしてstr::FromStrがあり、一般的にはstr::parseを通して使われています。これには関連型としてErrが定義されており、例えばIPアドレスの文字列をnet::IpAddrに変換することが出来ました。

use std::net::IpAddr;

fn main() {
    println!("{:?}", "8.8.8.8".parse::<IpAddr>()); // Ok(V4(8.8.8.8))
    println!("{:?}", "invalid-address".parse::<IpAddr>()); // Err(AddrParseError(()))
}

ただし、str::FromStrではその名の通り文字列からしか変換出来ず、任意の型では変換が出来ませんでした。これを実現するためのトレイトがconvert::TryFromです。

use std::convert::{TryFrom, TryInto};

fn main() {
    // u32からu8への変換では桁あふれが発生する可能性がある
    println!("{:?}", u8::try_from(255u32)); // Ok(255)
    println!("{:?}", u8::try_from(256u32)); // Err(TryFromIntError(()))
    let _value: u8 = 0u32.try_into().unwrap(); // TryIntoによる変換
}

また、今までconvert::Fromを実装していた型もtry_into()で変換が出来るようになりました。ここで、try_into()はResult<T, convert::Infallible>という型を返します。このconvert::Infallibleはnever型（!型、あり得ない型）が安定化されるまでの繋ぎで、 never型が安定化された際にはconvert::Infallibleは!のエイリアスとなります。

use std::convert::{Infallible, TryInto};

fn main() {
    // u8からu32への変換は常に成功するが、1.34では`Result`のままでしか受け取れない
    let _: Result<u32, Infallible> = 0u8.try_into();
    // 将来的には下記のように`Ok`で受け取れるようになる
    // let Ok(_): Result<u32, !> = 0u8.try_into();
}

ちなみにこのconvert::Infallible、error::Errorを実装していないせいで地味に使いづらく、関数の戻り値をfailure::Fallible<T>にしたときにtry_into()?のようにして値を返せません。となると、しばらくは「convert::Fromを実装している型にはinto()を使い、 convert::TryFromを実装している型にはtry_into()を使う」という使い分けが必要になりそうです。

`iter::from_fn`/`iter::successors`が追加

iter::from_fnではFnMut() -> Option<T>なクロージャを使ってIterator<T>を生成出来ます。これによって、イテレータは下記のように実装出来るようになります（ただし、このイテレータを別の構造体に保持したい場合などもあるため、再利用性の観点からこのような使い方は出来るだけ避けるべきです）。

struct List<T>(Vec<T>);

impl<T> List<T> {
    pub fn into_iter(self) -> impl Iterator<Item = T> {
        let mut iter = self.0.into_iter();
        std::iter::from_fn(move || iter.next())
    }
}

fn main() {
    let list = List(vec![0, 1, 2]);
    println!("{:?}", list.into_iter().collect::<Vec<u32>>());
}

iter::successorsはIterator::foldの反対のようなもので、与えられた引数から順番に値を生成します。

fn main() {
    let iter = std::iter::successors(Some(0u8), |n| n.checked_add(100));
    println!("{:?}", iter.collect::<Vec<u8>>());
}

`usize`/`isize`以外の整数型にもアトミック型が追加

atomic::AtomicI8やatomic::AtomicU64など、ほとんどの整数型（u128/i128以外の整数型）にアトミック型が追加されました。ただし32ビットマシンではatomic::AtomicU64が使えないなどの制約があります。

これにより、整数型でatomicクレートを使う必要が無くなりました。

符号付き整数型にも`NonZero`が追加

これまでは符号無し整数型のみにNonZeroが用意されていましたが、これによって全ての整数型でNonZero型が使えるようになりました。

cargoで代替レジストリが使えるようになった

オプティムのようにRustを本格的に使っている企業では外に出せないクレートがあると思いますが、現状その様なクレートはgitで参照するしかありません。しかし、gitによるパッケージ指定ではセマンティックバージョンによる管理が出来ないなどの不都合が出てきます。

今回代替レジストリ（Alternative Registries）がサポートされたことで社内版crates.ioのようなものが使えるようになり、パッケージ管理がやりやすくなります。

ただし、今のところレジストリ用サーバー実装が存在しないため、まだ使うことは出来なさそうです *1。

変更点リスト

言語

#[deprecated(note = "reason")]の省略形として#[deprecated = "reason"]を使えるようになった。なお、これは以前にも（ミスによって）書けてはいたものの、実際には効果は無かった
手続きマクロでの#[attr()],#[attr[]], #[attr{}]をトークンストリームとして使えるようになった
extern crate self as foo;が書けるようになった。これによってpreludeモジュールなどで外部にクレートを公開出来るようになった

コンパイラ

riscv64imac-unknown-none-elfとriscv64gc-unknown-none-elfが使えるようになった
リンカプラグインのLTO最適化が-C linker-plugin-ltoによって可能になった。これによってrustcがRustのコードをLLVMビットコードにコンパイル出来るようになり、 C/C++のFFI境界を超えてもLTO最適化が効くようになった
powerpc64-unknown-freebsdが使えるようになった

ライブラリ

HashMap<K, V, S>とHashSet<T, S>の定番メソッドにおいて、トレイト境界が削除された。主にはイテレータを作るためにHashトレイトが必要無くなる
BinaryHeap<T>の定番メソッドにおいて、Ordトレイト境界が削除された。主にはイテレータを作るためにOrdトレイトが必要無くなる
全ての数値型においてoverflowing_negとwrapping_negがconst関数化した
SliceIndex<str>を実装する型全てでstrをスライス出来るようになった
str::trimやstr::trim_matches、str::trim_{start, end}、及びstr::trim_{start, end}_matchesが #[must_use]関数になった。これら関数の戻り値を使っていない場合は警告が出るようになる
全ての数値型においてchecked_powとsaturating_pow、wrapping_pow、及びoverflowing_powが使えるようになった。これらはwrapping_addのpow版として使える

安定化されたAPI

std & core

`Any::type_id`

ドキュメント

Any型の変数からany::TypeIdを取得出来る。

`Error::type_id`

~~ドキュメント~~

~~Error型の変数からany::TypeIdを取得出来る。~~

手動でこのメソッドを実装することによって脆弱性を引き起こす可能性があったため、Rust 1.34.2で削除された。

`atomic::Atomic{I8,I16,I32,I64}`

atomic::AtomicIsizeのi8/i16/i32/i64版。各整数型でアトミック演算が行えるターゲットでのみ使用出来る。

`atomic::Atomic{U8,U16,U32,U64}`

atomic::AtomicUsizeのu8/u16/u32/u64版。各整数型でアトミック演算が行えるターゲットでのみ使用出来る。

`convert::Infallible`

ドキュメント

convert::Fromを実装する型においてconvert::TryFromを使った際のErrorの型。 never型（!型、あり得ない型）が安定化された際に!のエイリアスとなる。

`convert::TryFrom`

ドキュメント

失敗するかもしれない変換のためのトレイト。

`convert::TryInto`

ドキュメント

失敗するかもしれない変換のためのトレイト。実装するトレイトとしてはTryFromを使うべきである。

`iter::from_fn`

ドキュメント

関数からiter::Iteratorを生成する。

`iter::successors`

ドキュメント

初期値か前回返した値を元に、関数によってiter::Iteratorを生成する。

`num::NonZero{I8,I16,I32,I64,I128,Isize}`

num::NonZero系の U8/U16/U32/ U64/U128/Usizeの符号付き版。

`slice::sort_by_cached_key`

ドキュメント

slice::sort_by_keyと同じだが、キーをキャッシュすることにより、コストの高いキー関数を使う場合において高速化が期待出来る。また、キーはキャッシュされるため、キー関数は要素ごとに一度しか呼ばれない。

プロパティにアクセスするだけなどの単純なキー関数ではslice::sort_by_keyの方が基本的には高速である。

`str::escape_debug`

ドキュメント

char::escape_debugを使って各文字をエスケープする。つまり、Debugトレイトによって特殊文字をエスケープする。

`str::escape_default`

ドキュメント

char::escape_defaultを使って各文字をエスケープする。つまり、C++11を始めとした言語のようなエスケープ（\tや\"など）を使用する。

`str::escape_unicode`

ドキュメント

char::escape_unicodeを使って各文字をエスケープする。つまり、\u{0000}のようなスタイルでエスケープする。

`str::split_ascii_whitespace`

ドキュメント

ASCIIのホワイトスペースによって文字列を分割する。 Unicodeに定義されている「ホワイトスペース文字」で分割する場合はstr::split_whitespaceを使う。

std

`Instant::checked_{add,sub}`

Instantへの足し算・引き算を、オーバーフローを考慮して行う。

`SystemTime::checked_{add,sub}`

SystemTimeへの足し算・引き算を、オーバーフローを考慮して行う。

さいごに

ようやくTryFromが入ってきてパース系の関数が書きやすくなりました。 std::future::Futureが1.35に入る噂もあるということで早くも1.35が待ちきれないですが、取りあえず私は今までスタブで入っていたTryFromを消し去る作業に入ります。

オプティムではレガシーを消し去ることが好きなエンジニアを募集しています。

ライセンス表記

この記事はApache 2/MITのデュアルライセンスで公開されている公式リリースノートを翻訳・追記をしています
冒頭の画像中にはRust公式サイトで配布されているロゴを使用しており、このロゴはMozillaによってCC-BYの下で配布されています
冒頭の画像はいらすとやさんの画像を使っています。いつもありがとうございます

MIT License

Permission is hereby granted, free of charge, to any
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   designated in writing by the copyright owner as "Not a Contribution."

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       excluding those notices that do not pertain to any part of
       the Derivative Works; and

   (d) If the Work includes a "NOTICE" text file as part of its
       distribution, then any Derivative Works that You distribute must
       include a readable copy of the attribution notices contained
       within such NOTICE file, excluding those notices that do not
       pertain to any part of the Derivative Works, in at least one
       of the following places: within a NOTICE text file distributed
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       documentation, if provided along with the Derivative Works; or,
       within a display generated by the Derivative Works, if and
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   incidental, or consequential damages of any character arising as a
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   Work (including but not limited to damages for loss of goodwill,
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   other commercial damages or losses), even if such Contributor
   has been advised of the possibility of such damages.

9. Accepting Warranty or Additional Liability. While redistributing
   the Work or Derivative Works thereof, You may choose to offer,
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   or other liability obligations and/or rights consistent with this
   License. However, in accepting such obligations, You may act only
   on Your own behalf and on Your sole responsibility, not on behalf
   of any other Contributor, and only if You agree to indemnify,
   defend, and hold each Contributor harmless for any liability
   incurred by, or claims asserted against, such Contributor by reason
   of your accepting any such warranty or additional liability.

END OF TERMS AND CONDITIONS

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   To apply the Apache License to your work, attach the following
   boilerplate notice, with the fields enclosed by brackets "[]"
   replaced with your own identifying information. (Don't include
   the brackets!)  The text should be enclosed in the appropriate
   comment syntax for the file format. We also recommend that a
   file or class name and description of purpose be included on the
   same "printed page" as the copyright notice for easier
   identification within third-party archives.

Copyright [yyyy] [name of copyright owner]

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  http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0

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WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
See the License for the specific language governing permissions and
limitations under the License.

*1:ship.rsというサービスはありますがオンプレにしたいのと情報が無いので・・・

ピックアップ

TryFrom/TryIntoが安定化

iter::from_fn/iter::successorsが追加

usize/isize以外の整数型にもアトミック型が追加

符号付き整数型にもNonZeroが追加

cargoで代替レジストリが使えるようになった

変更点リスト

言語

コンパイラ

ライブラリ

安定化されたAPI

std & core

Any::type_id

Error::type_id

atomic::Atomic{I8,I16,I32,I64}

atomic::Atomic{U8,U16,U32,U64}

convert::Infallible

convert::TryFrom

convert::TryInto

iter::from_fn

iter::successors

num::NonZero{I8,I16,I32,I64,I128,Isize}

slice::sort_by_cached_key

str::escape_debug

str::escape_default

str::escape_unicode

str::split_ascii_whitespace

std

Instant::checked_{add,sub}

SystemTime::checked_{add,sub}

Cargo

その他

互換性メモ

関連リンク