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。

f:id:optim-tech:20190409095932p:plain

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);
}

また、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()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!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::Infallibleerror::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::successorsIterator::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::AtomicI8atomic::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。 もちろん32ビットマシンではatomic::AtomicU64が使えないなどの制約はあります。

これによって、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

コンパイラ

ライブラリ

安定化されたAPI

std & core

Any::type_id

Any型の変数からany::TypeIdを取得出来る。

Error::type_id

Error型の変数からany::TypeIdを取得出来る。

atomic::AtomicI8

atomic::AtomicIsizei8版。 8ビット整数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::AtomicI16

atomic::AtomicIsizei16版。 16ビット整数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::AtomicI32

atomic::AtomicIsizei32版。 32ビット整数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::AtomicI64

atomic::AtomicIsizei64版。 64ビット整数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::AtomicU8

atomic::AtomicUsizeu8版。 8ビット整数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::AtomicU16

atomic::AtomicUsizeu16版。 16ビット整数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::AtomicU32

atomic::AtomicUsizeu32版。 32ビット整数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::AtomicU64

atomic::AtomicUsizeu64版。 64ビット整数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

convert::Fromを実装する型においてconvert::TryFromを使った際のErrorの型。

convert::TryFrom

失敗するかもしれない変換のためのトレイト。

convert::TryInto

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

関数からiter::Iteratorを生成する。

iter::successors

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::NonZeroI8

num::NonZeroU8の符号付き版。

num::NonZeroI16

num::NonZeroU16の符号付き版。

num::NonZeroI32

num::NonZeroU32の符号付き版。

num::NonZeroI64

num::NonZeroU64の符号付き版。

num::NonZeroI128

num::NonZeroU128の符号付き版。

num::NonZeroIsize

num::NonZeroUsizeの符号付き版。

slice::sort_by_cached_key

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

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

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\"など)を使用する。

str::escape_unicode

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

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

Instantへの足し算を、オーバーフローを考慮して行う。

Instant::checked_sub

Instantへの引き算を、オーバーフローを考慮して行う。

SystemTime::checked_add

SystemTimeへの足し算を、オーバーフローを考慮して行う。

SystemTime::checked_sub

SystemTimeへの引き算を、オーバーフローを考慮して行う。

Cargo

その他

互換性メモ

関連リンク

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
person obtaining a copy of this software and associated
documentation files (the "Software"), to deal in the
Software without restriction, including without
limitation the rights to use, copy, modify, merge,
publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of
the Software, and to permit persons to whom the Software
is furnished to do so, subject to the following
conditions:

The above copyright notice and this permission notice
shall be included in all copies or substantial portions
of the Software.

THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF
ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED
TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A
PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT
SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY
CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR
IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
DEALINGS IN THE SOFTWARE.

Apache License

                              Apache License
                        Version 2.0, January 2004
                     http://www.apache.org/licenses/

TERMS AND CONDITIONS FOR USE, REPRODUCTION, AND DISTRIBUTION

1. Definitions.

   "License" shall mean the terms and conditions for use, reproduction,
   and distribution as defined by Sections 1 through 9 of this document.

   "Licensor" shall mean the copyright owner or entity authorized by
   the copyright owner that is granting the License.

   "Legal Entity" shall mean the union of the acting entity and all
   other entities that control, are controlled by, or are under common
   control with that entity. For the purposes of this definition,
   "control" means (i) the power, direct or indirect, to cause the
   direction or management of such entity, whether by contract or
   otherwise, or (ii) ownership of fifty percent (50%) or more of the
   outstanding shares, or (iii) beneficial ownership of such entity.

   "You" (or "Your") shall mean an individual or Legal Entity
   exercising permissions granted by this License.

   "Source" form shall mean the preferred form for making modifications,
   including but not limited to software source code, documentation
   source, and configuration files.

   "Object" form shall mean any form resulting from mechanical
   transformation or translation of a Source form, including but
   not limited to compiled object code, generated documentation,
   and conversions to other media types.

   "Work" shall mean the work of authorship, whether in Source or
   Object form, made available under the License, as indicated by a
   copyright notice that is included in or attached to the work
   (an example is provided in the Appendix below).

   "Derivative Works" shall mean any work, whether in Source or Object
   form, that is based on (or derived from) the Work and for which the
   editorial revisions, annotations, elaborations, or other modifications
   represent, as a whole, an original work of authorship. For the purposes
   of this License, Derivative Works shall not include works that remain
   separable from, or merely link (or bind by name) to the interfaces of,
   the Work and Derivative Works thereof.

   "Contribution" shall mean any work of authorship, including
   the original version of the Work and any modifications or additions
   to that Work or Derivative Works thereof, that is intentionally
   submitted to Licensor for inclusion in the Work by the copyright owner
   or by an individual or Legal Entity authorized to submit on behalf of
   the copyright owner. For the purposes of this definition, "submitted"
   means any form of electronic, verbal, or written communication sent
   to the Licensor or its representatives, including but not limited to
   communication on electronic mailing lists, source code control systems,
   and issue tracking systems that are managed by, or on behalf of, the
   Licensor for the purpose of discussing and improving the Work, but
   excluding communication that is conspicuously marked or otherwise
   designated in writing by the copyright owner as "Not a Contribution."

   "Contributor" shall mean Licensor and any individual or Legal Entity
   on behalf of whom a Contribution has been received by Licensor and
   subsequently incorporated within the Work.

2. Grant of Copyright License. Subject to the terms and conditions of
   this License, each Contributor hereby grants to You a perpetual,
   worldwide, non-exclusive, no-charge, royalty-free, irrevocable
   copyright license to reproduce, prepare Derivative Works of,
   publicly display, publicly perform, sublicense, and distribute the
   Work and such Derivative Works in Source or Object form.

3. Grant of Patent License. Subject to the terms and conditions of
   this License, each Contributor hereby grants to You a perpetual,
   worldwide, non-exclusive, no-charge, royalty-free, irrevocable
   (except as stated in this section) patent license to make, have made,
   use, offer to sell, sell, import, and otherwise transfer the Work,
   where such license applies only to those patent claims licensable
   by such Contributor that are necessarily infringed by their
   Contribution(s) alone or by combination of their Contribution(s)
   with the Work to which such Contribution(s) was submitted. If You
   institute patent litigation against any entity (including a
   cross-claim or counterclaim in a lawsuit) alleging that the Work
   or a Contribution incorporated within the Work constitutes direct
   or contributory patent infringement, then any patent licenses
   granted to You under this License for that Work shall terminate
   as of the date such litigation is filed.

4. Redistribution. You may reproduce and distribute copies of the
   Work or Derivative Works thereof in any medium, with or without
   modifications, and in Source or Object form, provided that You
   meet the following conditions:

   (a) You must give any other recipients of the Work or
       Derivative Works a copy of this License; and

   (b) You must cause any modified files to carry prominent notices
       stating that You changed the files; and

   (c) You must retain, in the Source form of any Derivative Works
       that You distribute, all copyright, patent, trademark, and
       attribution notices from the Source form of the Work,
       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
       as part of the Derivative Works; within the Source form or
       documentation, if provided along with the Derivative Works; or,
       within a display generated by the Derivative Works, if and
       wherever such third-party notices normally appear. The contents
       of the NOTICE file are for informational purposes only and
       do not modify the License. You may add Your own attribution
       notices within Derivative Works that You distribute, alongside
       or as an addendum to the NOTICE text from the Work, provided
       that such additional attribution notices cannot be construed
       as modifying the License.

   You may add Your own copyright statement to Your modifications and
   may provide additional or different license terms and conditions
   for use, reproduction, or distribution of Your modifications, or
   for any such Derivative Works as a whole, provided Your use,
   reproduction, and distribution of the Work otherwise complies with
   the conditions stated in this License.

5. Submission of Contributions. Unless You explicitly state otherwise,
   any Contribution intentionally submitted for inclusion in the Work
   by You to the Licensor shall be under the terms and conditions of
   this License, without any additional terms or conditions.
   Notwithstanding the above, nothing herein shall supersede or modify
   the terms of any separate license agreement you may have executed
   with Licensor regarding such Contributions.

6. Trademarks. This License does not grant permission to use the trade
   names, trademarks, service marks, or product names of the Licensor,
   except as required for reasonable and customary use in describing the
   origin of the Work and reproducing the content of the NOTICE file.

7. Disclaimer of Warranty. Unless required by applicable law or
   agreed to in writing, Licensor provides the Work (and each
   Contributor provides its Contributions) on an "AS IS" BASIS,
   WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or
   implied, including, without limitation, any warranties or conditions
   of TITLE, NON-INFRINGEMENT, MERCHANTABILITY, or FITNESS FOR A
   PARTICULAR PURPOSE. You are solely responsible for determining the
   appropriateness of using or redistributing the Work and assume any
   risks associated with Your exercise of permissions under this License.

8. Limitation of Liability. In no event and under no legal theory,
   whether in tort (including negligence), contract, or otherwise,
   unless required by applicable law (such as deliberate and grossly
   negligent acts) or agreed to in writing, shall any Contributor be
   liable to You for damages, including any direct, indirect, special,
   incidental, or consequential damages of any character arising as a
   result of this License or out of the use or inability to use the
   Work (including but not limited to damages for loss of goodwill,
   work stoppage, computer failure or malfunction, or any and all
   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,
   and charge a fee for, acceptance of support, warranty, indemnity,
   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

APPENDIX: How to apply the Apache License to your work.

   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]

Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
you may not use this file except in compliance with the License.
You may obtain a copy of the License at

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

Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
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・・・