目次

第1章　Rustを学ぶにあたって

1.1　Rustの特徴

• パフォーマンスと信頼性
• 生産性
• そのほかの特徴

1.2　Rustの効率的な学習法

1.3　Rustの情報源・利用可能なリソース

• The Rust Programming Language（The book）
• Rust By Example
• 標準ライブラリのドキュメント
• Webサイト「crates.io」
• The Rust Reference
• Rust Playground

第2章　Rustをはじめよう

2.1　Rustの開発環境のインストール

2.2　Rustでコードを書いてみよう

• cargo newによるパッケージディレクトリの作成
• 自動作成されるサンプルプログラムのコンパイル・実行
• 「最初のコード」とその実行
• Rustの記法・特徴的な書き方

2.3　Rustのコンパイルエラーメッセージ

2.4　テストの実装

2.5　クレートとモジュール

• バイナリクレートとライブラリクレート
• ソースコードの分割とモジュール
• crates.io

2.6　高機能エディタVisual Studio Codeの導入

• RustのコーディングをVS Codeで行うには
• Rustでの開発に便利な拡張機能
• clippyを使う

第3章　所有権とライフタイム

3.1　Rustにおける変数への値の割り当て

• イミュータブルとミュータブル
• 型推論

3.2　「束縛」の描像から見た、変数への値の割り当て

• C言語における変数・値とメモリ
• Pythonにおける変数と値の結び付け

3.3　Rustにおける変数の束縛と所有権

• コピーセマンティクス
• ムーブセマンティクス
• 関数の引数への引き渡しによる所有権の移動、コピー

3.4　リファレンス

• リファレンスによる所有権の借用
• リファレンスのスコープ
• ライフタイムとリファレンス
• 関数定義におけるライフタイムパラメータ
• リファレンスのルールのまとめ
• 関数の引数を値にするか、リファレンスにするか

3.5　変数の再宣言とシャドーイング

3.6　所有権とメモリ安全性

• メモリ管理の難しさ
• Rustのメモリ管理

第4章　Rustにおける値の型

4.1　静的型付け言語と動的型付け言語

4.2　プリミティブ型

4.3　整数型・浮動小数点型

• 型が異なる2つの整数の間の四則演算はできるか？
• 整数の除算について

4.4　配列・タプル・スライス・ベクター

• 配列
• タプル
• スライス
• ベクター型

4.5　文字・文字列の型

• 文字型
• 文字列型
• String型

4.6　構造体

• 構造体の宣言
• 構造体のインスタンスの作成
• 構造体のフィールドにアクセスするときの自動的なデリファレンス
• フィールド名と同じ変数がスコープの中にある場合の構造体インスタンスの作成
• 同じ型の既存の構造体の一部フィールドの書き換えによる構造体インスタンスの作成
• タプル構造体
• Unit-Like構造体
• 構造体へのメソッドの実装
• 構造体、フィールド、メソッドの隠蔽
• Debugトレイトの実装
• Copyトレイトの実装
• 構造体のフィールドにリファレンスを使う場合

4.7　列挙型

• 単純な列挙型
• 列挙型におけるmatchの活用
• 列挙子にデータを持たせた列挙型

4.8　Option<T>型

• Option<T>型の必要性
• Option<T>型の定義
• Option<T>型の値の生成
• Option<T>型の値の処理

4.9　エラーハンドリングとResult<T,EV>型

• エラーハンドリングのパターン
• RustにおけるResult<T,EV>型によるエラーハンドリング

4.10　match式とif let

• match式
• if let

4.11　そのほかの便利な型

• HashMap<K, V>
• JSONを扱うserdeのValue型

4.12　メモリへの値の配置

• 生ポインタ
• メモリの領域
• Vec型のデータはどこに置かれるか？
• Box<T>型
• constとstatic

4.13　Rc<T>型・RefCell<T>型・Weak<T>型

• 関数内の自動変数は関数の外では使えない
• C言語で関数の外で値を共有するにはヒープ領域に配置する
• Rc<T>型
• Rc<T>型を使って共通の値を所有権付きで参照する
• RefCell<T>型
• Rc<T>型の循環参照問題
• Weak<T>型によるノード間の弱結合

第5章　Rustの抽象化プログラミング

5.1　Rustにおける抽象化

5.2　ジェネリクス

5.3　ジェネリクスの型に対するトレイトによる制約

• トレイトの定義と実装
• トレイトによる型パラメータへの制約（トレイト境界）
• トレイトによる動作の追加実装と型の分類
• メソッドのデフォルト実装
• C++の型テンプレートとの比較

5.4　既存のトレイトの新しい型への実装

5.5　トレイトの関連型

• トレイトの関連型の必要性
• トレイトのデフォルト実装の活用

5.6　クラスによる抽象化との比較

• 継承を使ったC++のコード例
• トレイトを活用したRustでの実装
• 新しい動作をC++のコードに追加する
• 新しい動作をRustのコードに追加する

5.7　トレイトオブジェクト

• 実行時に決まるエラーの型
• 異なる型を要素とするVec<T>型

5.8　抽象返却値型

• トレイトオブジェクトによる抽象返却値型
• impl Traitによる抽象返却値型

5.9　静的・動的ディスパッチとゼロコスト抽象化

5.10　トレイトに関するトピックス

• println!
• Derefトレイト
• デリファレンス型強制

5.11　トレイトに関する情報源

第6章　ファイルやソケットの入出力

6.1　ファイルの入出力

• ファイルの内容を固定長のバッファに繰り返し読み出す
• BufReaderを使って1行ずつ読み出す
• モジュール化
• バイナリファイルを読み出す
• ファイルの書き込み
• ファイルを開く際のオプションの指定

6.2　ソケットの入出力

第7章　Rustの関数型プログラミング向けの機能

7.1　関数型プログラミングとは？

7.2　イテレータ

• レンジ
• IntoIteratorトレイト
• Vec<T>型に対するイテレータ
• iter()とiter_mut()
• Rustでのforループ
• collect()

7.3　再帰関数

7.4　関数を引数とする関数

• map()
• filter()、fold()、reduce()

7.5　関数を返却する関数

• 所有権が最初の呼び出しで消費されてしまうクロージャ（FnOnceの利用）
• クロージャに閉じ込められた環境の変数を変更する場合（FnMutの利用）

7.6　パターンマッチの活用

第8章　Rustによるスレッド・非同期プログラミング

8.1　スレッドによる並列実行と非同期処理による同時実行

8.2　スレッドによる並列実行

• スレッドによる並列実行を活用したベクターの要素の和の計算
• スレッド間での共有データを参照するには
• スレッド間での共有データに書き込みをするには
• メインスレッドとの通信
• ソケットの入出力を使ったエコーサーバ

8.3　非同期処理による同時実行

• JavaScriptにおける非同期関数
• Rustにおける非同期処理
• 非同期タスクのランタイムによる実行
• 非同期関数の同時実行
• 非同期関数を用いたエコーサーバ

第9章　C言語のライブラリのRustからの利用

9.1　C言語で書かれたzlibの関数のRustからの呼び出し

9.2　呼び出す外部関数の引数が構造体である場合

9.3　自作のC言語のコードをRustのコードとリンクする