【ITニュース解説】My Rust Learning Journey: Challenges, Projects, and Growth

Rustの学習者が、公式ドキュメントであるRust Book (2nd edition, 2023) を使いながら、実際に手を動かしてRustを学んでいる過程について解説する。Rustは、独自の所有権と借用システム、そして厳格なコンパイラを持つため、学習は困難だがやりがいがある。

この学習者は、Rustの理解を深めるために、いくつかの小さなプログラムを作成し、Rust Bookの課題をこなしている。具体的には、所有権、借用、ライフタイムといったRustの核となる概念、ベクタ、文字列、コレクションといったデータ構造の扱い、関数の作成と安全なエラー処理などを実践的に学んでいる。

所有権は、Rustがメモリ安全性を保証するための重要な仕組みである。他のプログラミング言語では、ガベージコレクションや手動でのメモリ管理が必要になることが多いが、Rustではコンパイラがメモリの所有者を追跡し、不要になったメモリを自動的に解放する。借用は、所有権を移動させずにデータへのアクセスを許可する仕組みで、これにより、複数の場所から同じデータを参照できる。ただし、Rustのコンパイラは、データの競合を防ぐために、同時に書き込み可能な参照は一つだけ、または複数の読み取り専用の参照のみを許可する。ライフタイムは、参照が有効である期間を指し、コンパイラはライフタイムをチェックすることで、無効なメモリへのアクセスを防ぐ。

ベクタは、同じ型の要素を順番に格納できる動的な配列である。文字列は、テキストデータを扱うための型で、UTF-8エンコーディングをサポートしている。コレクションは、ベクタや文字列を含む、データの集合を扱うための様々なデータ構造を提供する。これらのデータ構造を使いこなすことで、効率的で安全なプログラムを作成できる。

関数は、特定の処理をまとめたもので、Rustでは関数は型安全であり、引数と戻り値の型が明確に定義されている。エラー処理は、プログラムが予期せぬ事態に遭遇した場合に、安全に処理を継続するための重要な技術である。Rustでは、Result型を使って、成功した場合の値と、エラーが発生した場合のエラー情報を返す。これにより、エラーが発生する可能性のある処理を明示的に扱い、プログラムの信頼性を高めることができる。

この学習者が特にお気に入りの課題は、中央値と最頻値を計算するプログラムの作成である。この課題を通して、ユーザからの入力を整数のベクタに変換し、リストの中央値を計算し、最も頻繁に出現する値（最頻値）を特定するスキルを習得した。複数の最頻値が存在する場合にも対応できるように実装している。

中央値は、ソートされた数値リストの中央に位置する値である。リストの要素数が奇数の場合は、中央の要素が中央値となる。要素数が偶数の場合は、中央の2つの要素の平均が中央値となる。最頻値は、データセットの中で最も頻繁に出現する値である。データセットによっては、複数の最頻値が存在する場合がある。

この学習者は、Rustの学習過程で作成したコードをGitHubリポジトリで公開している。小さなプログラムを作成するたびに、Rustの原則が強化され、実世界の問題にRustを適用する自信が高まっている。Rust Bookの課題は、学習をガイドするのに十分な構造を提供しつつ、実験と創造的な問題解決を促進する。

今後もRustの学習を続け、より多くのプロジェクトを構築し、この強力なプログラミング言語への理解を深めていく予定である。Rust Bookの学習を進めるにつれて、更なる進捗状況を共有していく。Rustは、メモリ安全性が高く、高速で、並行処理に強いという特徴を持つため、システムプログラミング、WebAssembly、組み込みシステムなど、幅広い分野で利用されている。Rustを習得することで、システムエンジニアとしてのスキルを大きく向上させることができるだろう。