Rustのタプル

タプル（tuple）は、いくつかの値をひとつにまとめたものです。まとめる値は、それぞれ違う型でもかまいません。わざわざ新しい型を定義しなくても、関係のある値をさっと束ねられる便利な道具です。

タプルを作る

fn main() {
    let person: (&str, i32, bool) = ("Alice", 30, true);
    println!("{:?}", person);
}

実行結果:

("Alice", 30, true)

▶ 実際に試してみよう

このタプルには &str、i32、bool という3つの違う型が入っていますね。これは配列にはできないことです。配列の要素は、すべて同じ型でなければならないからです。

タプル全体を表示するには、{} ではなく {:?}（デバッグ表示）を使います。ふつうの {} はタプルには使えません。

位置で要素を取り出す

.0、.1、.2 のように書きます。タプルの番号は0から始まります。

fn main() {
    let person = ("Alice", 30, true);

    println!("名前: {}", person.0);
    println!("年齢: {}", person.1);
    println!("有効: {}", person.2);
}

実行結果:

名前: Alice
年齢: 30
有効: true

▶ 実際に試してみよう

位置は、コードに直接書いた数字でなければなりません。person.i のように変数は使えません。位置ごとに違う型が入っているかもしれず、Rustはコンパイルの時点で型を知る必要があるからです。

タプルを分解する

すべての値を、1行でそれぞれ別の変数に取り出せます。これを分解（destructuring）と呼びます。

fn main() {
    let person = ("Alice", 30, true);
    let (name, age, is_active) = person;

    println!("{name}は{age}歳、有効: {is_active}");
}

実行結果:

Aliceは30歳、有効: true

▶ 実際に試してみよう

.0、.1、.2 を何度も書くより、このほうが読みやすいことがよくあります。要素が3つを超えるようなタプルでは、特にそうです。

関数から複数の値を返す

関数が宣言できる戻り値の型はひとつだけです。そこで、複数の値を返したいときはタプルを使うのが自然です。

fn min_max(numbers: &[i32]) -> (i32, i32) {
    let min = *numbers.iter().min().unwrap();
    let max = *numbers.iter().max().unwrap();
    (min, max)
}

fn main() {
    let (smallest, largest) = min_max(&[4, 8, 1, 9, 3]);
    println!("最小: {smallest}、最大: {largest}");
}

実行結果:

最小: 1、最大: 9

▶ 実際に試してみよう

&[i32]、.iter()、.unwrap() は、今は気にしなくて大丈夫です。それぞれスライス、イテレータ、Optionのページで扱います。ここで注目してほしいのは、戻り値の型 (i32, i32) と、main がそれをすぐに2つの変数に分解しているところです。

タプルを変更する・値を入れ替える

タプルを mut で宣言すれば、同じ .0、.1 の位置を使って、要素を1つずつ変更できます。変えられるのは値だけで、形は変えられません。タプルの要素の数と型は、最初に作ったときのまま変わりません。

分解は逆向きにも使えます。つまり、すでにある変数に向けて代入できるのです。これを使うと、一時的な変数なしで、2つの値を1行で入れ替えられます。一部の要素だけが欲しいときは、いらない要素の位置に _ と書きます。

fn main() {
    let mut point = (3, 4);
    point.0 += 10; // 1つの要素をその場で変更する
    println!("point は {:?}", point);

    let mut a = 1;
    let mut b = 2;
    (a, b) = (b, a); // 2つの値を入れ替える
    println!("a = {a}, b = {b}");

    let (x, _) = point; // x は残し、2つ目の要素は無視する
    println!("x = {x}");
}

実行結果:

point は (13, 4)
a = 2, b = 1
x = 13

▶ 実際に試してみよう

入れ替えがうまくいくのは、Rustが先に右辺の (b, a) を作るからです。そのあとで初めて、それを a と b に分解します。_ やパターンを使ってできることは、パターンマッチングのページでもっとたくさん紹介しています。

空のタプル: ()

実は、あなたはもう気づかないうちにタプルに出会っています。() はユニット型（unit type）と呼ばれ、意味のある値を何も返さない関数が返すものです。fn main() の戻り値の型も、書かれていないだけで実は () です。

タプルと構造体の使い分け

タプルは、名前をつけるほどでもないちょっとしたまとまりにぴったりです。特に、関数から2つか3つの値を返すときに活躍します。一方、値のまとまりが「名前と年齢を持つ Person」のように、コードのあちこちで名前で参照するはっきりした概念を表すなら、構造体のほうが読みやすく、たいていはよい選択です。

練習問題

1. 和と積

2つの数の和と積を両方返す関数 sum_and_product(a: i32, b: i32) -> (i32, i32) を書いてください。main で5と6を渡して呼び出し、結果を分解しましょう。ヒント：関数の最後の行は、タプルそのもの (a + b, a * b) です。セミコロンは付けません。

解答を見る

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

fn main() {
    let (sum, product) = sum_and_product(5, 6);
    println!("和 = {sum}、積 = {product}");
}

実行結果:

和 = 11、積 = 30

▶ 実際に試してみよう

2. 2つの角で表す長方形

長方形は、2つの点のタプルとして表せます。それぞれの点もタプルです：let rect = ((1, 2), (5, 5));。この長方形の幅、高さ、面積を求めてください。ヒント：タプルは入れ子にできます。rect.1.0 は「2つ目の点の1つ目の要素」という意味です。

解答を見る

fn main() {
    let rect = ((1, 2), (5, 5));

    let width = rect.1.0 - rect.0.0;
    let height = rect.1.1 - rect.0.1;

    println!("幅{width}、高さ{height}、面積{}", width * height);
}

実行結果:

幅4、高さ3、面積12

▶ 実際に試してみよう

2つの点を一度に分解することもできます：let ((x1, y1), (x2, y2)) = rect;。書く量は増えますが、rect.1.0 - rect.0.0 より x2 - x1 のほうが読みやすいですね。こんなふうにドットが積み重なってきたら、名前付きのフィールドを持つ構造体にしたほうがわかりやすい、というサインです。

まとめ

• タプルは、違う型の値もまとめられます: (name, age, is_active)。
• 要素は .0、.1、.2 で取り出すか、分解で一度に取り出します。
• 関数から複数の値を返すには、タプルを使うのが自然です。
• mut のタプルは要素を変更できますが、要素の数と型は変えられません。(a, b) = (b, a); で2つの値を入れ替えられます。
• 名前つきで繰り返し使うまとまりには、構造体を使いましょう。

理解度チェック

理解度チェック

1. 配列にはできなくて、タプルにはできることは何ですか？

違う型の値をまとめられる 要素をいくつでも入れられる 文字列だけを入れられる

2. person というタプルの2番目の要素を取り出すには、どう書きますか？

person[1] person.1 person::1

3. let mut a = 1; let mut b = 2; (a, b) = (b, a); の後、a と b はいくつですか？

a は1、b は2 どちらも2 a は2、b は1

スコア: 0 / 3

さらに詳しく

• タプル型 — The Rust Programming Language 日本語版：タプルの作り方、分解、位置での取り出しを紹介する公式の入門です。
• タプル — Rust By Example 日本語版：入れ子のタプルや、タプルを関数の引数にする例を実行できます。
• The tuple type — 標準ライブラリのドキュメント（英語）：比較、コピー、{:?} での表示など、タプルが対応しているトレイトがわかります。
• The unit type — 標準ライブラリのドキュメント（英語）：() とは何か、どこに出てくるのかを説明しています。
• Destructuring assignments — The Rust Reference（英語）：(a, b) = (b, a); の背景にある正確なルールです。