Rustの関数

関数（function）は、名前を付けて何度でも使えるようにしたコードのかたまりです。同じ手順を何度も書く代わりに、一度関数にまとめておけば、必要なときにいつでも呼び出せます。実は、もうすでに1つ使っています。main です。

関数を定義して呼び出す

関数は fn で定義し、名前の後ろに () を付けて呼び出します。

fn greet() {
    println!("関数からこんにちは！");
}

fn main() {
    greet(); // 呼び出す
    greet(); // もう一度呼び出す
}

実行結果:

関数からこんにちは！
関数からこんにちは！

▶ 実際に試してみよう

ノート

greet を main の上に書いても下に書いても、Rustは気にしません。同じファイルのどこかにあれば呼び出せます。

引数：関数にデータを渡す

関数は、処理するデータを渡せるようになると一気に便利になります。この入力を引数（パラメータ）と呼びます。Rustでは、引数にはそれぞれ型を必ず書かなければなりません。

fn greet(name: &str) {
    println!("こんにちは、{name}さん！");
}

fn main() {
    greet("アリス");
    greet("ボブ");
}

実行結果:

こんにちは、アリスさん！
こんにちは、ボブさん！

▶ 実際に試してみよう

引数は、カンマで区切っていくつでも書けます。

fn describe(name: &str, age: u32) {
    println!("{name}は{age}歳です");
}

fn main() {
    describe("Ferris", 10);
}

実行結果:

Ferrisは10歳です

▶ 実際に試してみよう

渡した値は、位置によって引数に割り当てられます。1つ目の値は name に、2つ目は age に入ります。describe(10, "Ferris") のように順番を間違えて渡すと、型が合わないのでコンパイルエラーになります。

値を返す

関数は、呼び出した側に値を返せます。戻り値の型は、矢印 -> の後ろに書きます。

fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b
}

fn main() {
    let sum = add(3, 4);
    println!("3 + 4 = {sum}");
}

実行結果:

3 + 4 = 7

▶ 実際に試してみよう

セミコロンのルール（大事！）

上の例の a + b にはセミコロンがないことに気づきましたか？ これはRustの大切な考え方です。

• セミコロンなしの式は、そのまま返される値になります。
• セミコロンを付けると文（statement）になり、何も返さなくなります。

なので、次のコードは動きません。

fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b; // ❌ セミコロンがあると「何も返さない」ことになる。でも i32 を返すと約束している
}

コンパイラは「この関数は i32 を返すはずなのに返していない」とエラーを出します。最後の行のセミコロンを消せば直ります。

ヒント

はっきり書きたい人は、代わりに return キーワードを使ってもかまいません。return a + b;（セミコロンあり）でも動きます。Rustのプログラマーは最後の行では return を省くことが多いですが、どちらも正しい書き方です。

まとめて使ってみる

fn square(n: i32) -> i32 {
    n * n
}

fn main() {
    let result = square(5);
    println!("5の2乗は{result}です");
}

実行結果:

5の2乗は25です

▶ 実際に試してみよう

練習問題

1. 摂氏を華氏に変換する

摂氏の温度を f64 で受け取り、華氏に変換して返す関数 to_fahrenheit を書いてください。式は c * 9.0 / 5.0 + 32.0 です。0度、100度、37度で呼び出してみましょう。ヒント：シグネチャは fn to_fahrenheit(c: f64) -> f64 で、本体はセミコロンのない式1つだけです。

解答を見る

fn to_fahrenheit(c: f64) -> f64 {
    c * 9.0 / 5.0 + 32.0
}

fn main() {
    println!("0°Cは{}°Fです", to_fahrenheit(0.0));
    println!("100°Cは{}°Fです", to_fahrenheit(100.0));
    println!("37°Cは{}°Fです", to_fahrenheit(37.0));
}

実行結果:

0°Cは32°Fです
100°Cは212°Fです
37°Cは98.6°Fです

▶ 実際に試してみよう

0 ではなく 0.0 を渡していることに注目してください。引数は f64 で、Rustは整数を勝手に浮動小数点数に変えてはくれません。f64 に小数部分がないとき、{} は .0 を付けずに表示します。だから 32.0 ではなく 32 と表示されるのです。

2. 3つの中でいちばん大きい数

3つの数のうちいちばん大きいものを返す関数 largest(a: i32, b: i32, c: i32) -> i32 を書いてください。(3, 9, 4) と (-2, -8, -5) で試しましょう。ヒント：Rustでは if は式です（if / elseを参照）。なので、if / else if / else のチェーンを関数の最後の行にできます。

解答を見る

fn largest(a: i32, b: i32, c: i32) -> i32 {
    if a >= b && a >= c {
        a
    } else if b >= c {
        b
    } else {
        c
    }
}

fn main() {
    println!("{}", largest(3, 9, 4));
    println!("{}", largest(-2, -8, -5));
}

実行結果:

9
-2

▶ 実際に試してみよう

どの分岐もセミコロンで終わっていません。それぞれが式になっていて、if のチェーン全体がそのうちの1つを返し、それが戻り値になります。> ではなく >= を使っているので、同じ値が並んだときもちゃんと値を返せます。

まとめ

• 関数は fn で定義し、名前() で呼び出します。
• 引数は関数への入力で、それぞれに型が必要です（fn greet(name: &str)）。
• 戻り値の型は -> 型 で宣言します。
• セミコロンのない最後の式が戻り値になります。
• return 値; も使えますが、ふつうは途中で早めに返したいときに使います。

理解度チェック

理解度チェック

1. Rustでは、関数の引数それぞれに型を書く必要がありますか？

いいえ、まったく必要ない 戻り値にだけ必要 はい、必ず書く必要がある

2. 関数の戻り値の型はどう宣言しますか？

本体の前にコロンを付けて書く 矢印 -> の後ろに型を書く Rustが自動的に推論する

3. 関数の最後にある a + b（セミコロンなし）が戻り値になるのはなぜですか？

セミコロンのない式はその値に評価され、それが戻り値になるから return キーワードを付けないと戻り値にならない ならない。常に return を使う必要がある

4. 関数を呼び出し位置の上に定義するか下に定義するか（たとえば main の上か下か）は関係ありますか？

ある。呼び出す場所より上に定義しなければならない ない。Rustはファイル内での定義の順番を気にしない 引数がある関数のときだけ関係ある

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さらに詳しく

• 関数 — The Rust Programming Language 日本語版：引数、戻り値、文と式の違いを解説した公式の章です。
• 文と式 — The Rust Programming Language 日本語版：セミコロンのルールの背景にある考え方を、もう少し詳しく見ていきます。
• 関数 — Rust By Example 日本語版：早めの return や、何も返さない関数も含む、実行できるサンプルです。
• Functions — The Rust Reference（英語）：関数の定義についての正確なルールです。細かいところまで知りたくなったときにどうぞ。
• The fn keyword — 標準ライブラリのドキュメント（英語）：関数の書き方を例付きで短くまとめています。