演習: 複合型を処理する

6 分

この演習では、複合データ型を使用して、自動車工場プログラムを拡張します。

タプルを使用して、関連するがデータ型が異なる 2 つの値を使用して自動車の品質を追跡します。このタプルをこの関数の呼び出し元に返す car_quality という名前の関数を作成します。 main 関数で、car_factory 関数を呼び出して各自動車注文を作成します。

課題は、コンパイルして実できるようにサンプルコードを完成させることです。

この演習用のサンプルコードを操作するには、次の 2 つの方法があります。

コードをコピーし、ローカルの開発環境で編集します。
準備済みの Rust Playground 内でコードを開きます。

注意

サンプルコードで、todo! マクロを探します。このマクロは、完了または更新する必要があるコードを示しています。

タプルフィールドを持つように Car 構造体を更新する

最初のタスクは、Car 構造体の定義の変更です。 mileage フィールドを age という名前のタプルフィールドに移動します。走行距離値と共に、age タプルには、自動車が "新車" か "中古" かを識別するための別のフィールドが必要です。

サンプルコードの最初のブロックを開きます。

次のコードをコピーしてローカルの開発環境で編集するか、この用意されている Rust プレイグラウンドでコードを開きます。

#[derive(PartialEq, Debug)]
// Declare Car struct to describe vehicle with four named fields
struct Car {
    color: String,
    motor: Transmission,
    roof: bool,
    mileage: u32, // todo!("Move `mileage: u32` field into `age` field - a tuple with two fields: an `Age` enum, u32");
}

#[derive(PartialEq, Debug)]
// Declare enum for Car transmission type
enum Transmission { Manual, SemiAuto, Automatic }

自動車の品質を記述するために、"新車" と "中古" の値を持つ Age という名前の列挙型を追加します。
Car 構造体の宣言を修正します。
1. mileage: u32 フィールドを age という名前のタプルフィールドに置き換えます。
2. Age 列挙値と自動車走行距離の 2 つのフィールドを持つ age タプルを定義します。
プログラムをビルドします。次のセクションに進む前に、コードがコンパイルされることを確認してください。

コードではまだ出力は表示されませんが、エラーなしでコンパイルされる必要があります。コンパイラからの "警告" メッセージは無視してかまいません。警告は、列挙型と構造体の定義を宣言したものの、これらをまだ使用していないことが原因で生成されます。

car_quality 関数を作成する

次に、car_quality という名前の新しい関数のコードを追加します。この関数は、自動車走行距離を入力引数として受け取ります。走行距離と自動車年数を保持するタプルを作成します。関数から呼び出し元にタプルが返されます。

既存のコードに次のコードブロックを追加します。新しいコードは、ファイルの先頭または末尾に追加できます。

// Get the car quality by testing the value of the input argument
// - miles (u32)
// Create a tuple for the car quality with the Age ("New" or "Used") and mileage
// Return a tuple with the arrow `->` syntax
fn car_quality (miles: u32) -> (Age, u32) {

    // Declare and initialize the return tuple value
    // For a new car, set the miles to 0
    let quality: (Age, u32) = todo!("Set the `Age` value to \"New\", set the mileage using the `miles` input argument");

    // Return the completed tuple to the caller
    todo!("Return the tuple");
}

"新車" の quality タプル値を設定するコードを完成させます。
関数の末尾にある return ステートメントを更新して、完成したタプルを呼び出し元に返します。
プログラムをビルドします。次のセクションに進む前に、コードがコンパイルされることを確認してください。コードではまだ出力は表示されませんが、エラーなしでコンパイルされる必要があります。

car_factory 関数を更新する

次の手順では、car_factory 関数を更新します。 car_quality 関数から返されるタプルをサポートする必要があります。 Car 構造体の定義を更新したので、データを正しく処理するように関数本体を調整する必要があります。

既存のコードに次のコードブロックを追加します。新しいコードは、ファイルの先頭または末尾に追加できます。

// Build a new "Car" using the values of four input arguments
// - color (String)
// - motor (Transmission enum)
// - roof (boolean, true if the car has a hard top roof)
// - miles (u32)
// Call the car_quality(miles) function to get the car age
// Return an instance of a "Car" struct with the arrow `->` syntax
fn car_factory(color: String, motor: Transmission, roof: bool, miles: u32) -> Car {
    // Create a new "Car" instance as requested
    // - Bind first three fields to values of input arguments
    // - "age" field calls "car_quality" function with "miles" input argument 
    Car {
        color: color,
        motor: motor,
        roof: roof,
        mileage: miles, // todo!("Replace `mileage: miles` with `age` tuple field, call `car_quality()` with `miles` as input argument");
    }
}

car 変数の初期化を修正します。
1. mileage: miles フィールドを age という名前のタプルフィールドに置き換えます。
2. age フィールドは、car_quality 関数を miles 入力引数を使用して呼び出す必要があります。
プログラムをビルドします。次のセクションに進む前に、コードがコンパイルされることを確認してください。

main 関数の変数を設定する

これで、main 関数の操作を開始する準備ができました。最初の手順で、プログラムで使用する変数を定義します。

自動車の色の配列
各自動車注文の構造体
トランスミッションの種類を記述する列挙型

main 関数の次のコードブロックを既存のコードに追加します。新しいコードは、ファイルの先頭または末尾に追加できます。

fn main() {
    // Create car color array
    let colors = todo!("Set the enum values: 0 = Blue, 1 = Green, 2 = Red, 3 = Silver");

    // Declare the car type and initial values
    let mut car: Car = todo!("Create `car` as a `Car` struct");     
    let mut engine: Transmission = todo!("Declare `engine` as a `Transmission` enum, initialize to `Manual`");
}

colors 配列変数の定義を完了します。自動車は、青、緑、赤、シルバーの 4 色のいずれかにすることができます。
car 構造体および engine 列挙型変数の宣言構文を修正します。 engine 列挙型を "Manual" に初期化します。

ヒント

両方の変数を変更可能として作成することを忘れないでください。
プログラムをビルドします。次のセクションに進む前に、コードがエラーなしでコンパイルされることを確認してください。

自動車注文を遂行する関数を呼び出す

main 関数で、自動車注文を遂行する car_factory 関数を呼び出します。関数呼び出しでは、自動車の色が必要です。 colors 配列にインデックスを付ける方法を修正して、実際に期待された色を渡すようにする必要があります。

main 関数に次のコードブロックを追加します。このコードは、前の手順で追加した定義の後、かつ関数の右中かっこ } の前に配置します。

    // Order 3 cars, one car for each type of transmission

    // Car order #1: New, Manual, Hard top
    car = car_factory(String::from(todo!("Index into the `colors()` array")), engine, true, 0);
    println!("Car order 1: {:?}, Hard top = {}, {:?}, {}, {} miles", car.age.0, car.roof, car.motor, car.color, car.age.1);

    // Car order #2: Used, Semi-automatic, Convertible
    engine = Transmission::SemiAuto;
    car = car_factory(String::from(todo!("Index into the `colors()` array")), engine, false, 100);
    println!("Car order 2: {:?}, Hard top = {}, {:?}, {}, {} miles", car.age.0, car.roof, car.motor, car.color, car.age.1);

    // Car order #3: Used, Automatic, Hard top
    engine = Transmission::Automatic;
    car = car_factory(String::from(todo!("Index into the `colors()` array")), engine, true, 200);
    println!("Car order 3: {:?}, Hard top = {}, {:?}, {}, {} miles", car.age.0, car.roof, car.motor, car.color, car.age.1);

String::from の呼び出しで colors 配列のインデックス付けを修正します。 colors 配列には 4 つの要素があるため、注文ごとに異なる色を使用するように試行します。

ヒント

配列内の要素は、インデックス位置 0 から開始します。最初の要素の値はインデックス位置 0 にあります。
プログラムをビルドします。コードがエラーなしでコンパイルされることを確認します。警告メッセージはすべて無視してかまいません。

プログラムの実行

プログラムが完了すると、この例のような出力が表示されます。

Car order 1: New, Hard top = true, Manual, Blue, 0 miles
Car order 2: New, Hard top = false, SemiAuto, Green, 100 miles
Car order 3: New, Hard top = true, Automatic, Red, 200 miles

注文 2 と 3 は中古車用ですが、car_quality 関数からは現在のところ New のみが返されます。後の演習で、条件式を使用してそれを修正し、注文を変更する方法について確認します。

解決策

この Rust Playground 内で、プログラム出力をこの演習のソリューションと比較できます。

続行

タプル フィールドを持つように Car 構造体を更新する