第10章: 実践: 小さなRustプロジェクト

プロジェクト概要

このプロジェクトでは、ユーザーの入力を受け取り、それに基づいてタスクを管理するシンプルな「To-Doリスト」を構築します。このTo-Doリストは、ユーザーがタスクを追加、一覧表示、削除できる機能を備えた、簡単なコマンドラインアプリケーションです。Rustの基本的なデータ構造や関数、エラーハンドリングなどを効果的に使うことで、実際に役立つプログラムを作成します。

10.1 設計とプロジェクトの準備

10.1.1 必要な機能の洗い出し

To-Doリストアプリケーションに必要な機能は次のとおりです。

1. タスクの追加: ユーザーが新しいタスクを入力し、リストに追加できる。
2. タスクの表示: すべてのタスクを一覧表示できる。
3. タスクの削除: 指定したタスクをリストから削除できる。
4. アプリケーションの終了: ユーザーがプログラムを終了できる。

10.1.2 プロジェクトの設定

1. Cargoプロジェクトの作成: 新しいプロジェクトフォルダを作成し、Cargoで初期化します。
   cargo new todo_list cd todo_list
2. src/main.rs: メインのコードはこのファイルに記述していきます。

10.1.3 初期設定

このプログラムでは標準入力からのユーザーの指示を取得するためにstd::ioクレートを使用し、タスクの管理にはVec<String>を用います。以下がその初期コードです。

use std::io;

fn main() {
    println!("To-Doリストアプリへようこそ！");
}

10.2 基本機能の実装

10.2.1 メインループの作成

アプリケーションはユーザーからの指示を待ち、入力に基づいて適切なアクションを実行します。これをメインループで実現します。

fn main() {
    println!("To-Doリストアプリへようこそ！");
    println!("コマンド: 'add', 'list', 'remove', 'exit' で操作してください。");

    loop {
        // ユーザー入力を受け取る
        let mut input = String::new();
        io::stdin().read_line(&mut input).expect("入力エラー");

        // コマンドの処理
        let command = input.trim();
        match command {
            "add" => add_task(),
            "list" => list_tasks(),
            "remove" => remove_task(),
            "exit" => {
                println!("アプリケーションを終了します。");
                break;
            }
            _ => println!("無効なコマンドです。再入力してください。"),
        }
    }
}

ここで、loop文によりユーザー入力を待ち続け、適切なコマンドが入力されると対応する関数が実行されます。

10.2.2 タスクを格納するデータ構造

タスクを格納するためにVec<String>型の変数を使います。タスクをmain関数の中で管理するため、mainのスコープに持たせることにします。

let mut tasks: Vec<String> = Vec::new();

10.3 タスク追加機能の実装

ユーザーからタスク内容を入力してもらい、それをtasksリストに追加するadd_task関数を実装します。

fn add_task(tasks: &mut Vec<String>) {
    println!("追加するタスクを入力してください:");
    let mut task = String::new();
    io::stdin().read_line(&mut task).expect("入力エラー");
    
    tasks.push(task.trim().to_string());
    println!("タスクが追加されました。");
}

ポイント

• &mut Vec<String>という参照で受け取ることで、リストに新しいタスクを追加可能にしています。
• trim()で余分な空白を取り除き、無駄なスペースを省きます。

10.4 タスク一覧表示機能の実装

次に、すべてのタスクを表示する関数list_tasksを作成します。

fn list_tasks(tasks: &Vec<String>) {
    if tasks.is_empty() {
        println!("タスクはありません。");
    } else {
        println!("現在のタスク:");
        for (i, task) in tasks.iter().enumerate() {
            println!("{}: {}", i + 1, task);
        }
    }
}

ポイント

• iter().enumerate()を使用し、インデックス番号とタスク内容を同時に表示。
• is_empty()を使ってタスクがない場合のエラーメッセージも出力しています。

10.5 タスク削除機能の実装

特定のタスクをリストから削除するremove_task関数を追加します。

fn remove_task(tasks: &mut Vec<String>) {
    println!("削除するタスクの番号を入力してください:");
    let mut index_str = String::new();
    io::stdin().read_line(&mut index_str).expect("入力エラー");

    match index_str.trim().parse::<usize>() {
        Ok(index) if index > 0 && index <= tasks.len() => {
            tasks.remove(index - 1);
            println!("タスクが削除されました。");
        }
        _ => println!("無効な番号です。"),
    }
}

ポイント

• parse::<usize>()を使って、入力文字列を数値に変換。
• 無効なインデックスの処理もmatch式で対応。

10.6 コードの改善とデバッグのポイント

1. 冗長なコードの整理
   • コマンドの受付と処理をmain関数で一つにまとめるのではなく、サブ関数で分離することでコードが読みやすくなり、拡張しやすくなります。
2. ユーザー入力のバリデーション
   • 各関数でユーザー入力を必ず検証し、エラーメッセージを出力します。これによりユーザーエラーを未然に防ぎます。
3. エラーハンドリングの追加
   • 入力に問題があった場合の処理も行い、ユーザーが操作を継続しやすいようにしました。

10.7 完成コード

最終的な完成コードは以下の通りです。

use std::io;

fn main() {
    println!("To-Doリストアプリへようこそ！");
    println!("コマンド: 'add', 'list', 'remove', 'exit' で操作してください。");

    let mut tasks: Vec<String> = Vec::new();

    loop {
        let mut input = String::new();
        io::stdin().read_line(&mut input).expect("入力エラー");

        match input.trim() {
            "add" => add_task(&mut tasks),
            "list" => list_tasks(&tasks),
            "remove" => remove_task(&mut tasks),
            "exit" => {
                println!("アプリケーションを終了します。");
                break;
            }
            _ => println!("無効なコマンドです。再入力してください。"),
        }
    }
}

fn add_task(tasks: &mut Vec<String>) {
    println!("追加するタスクを入力してください:");
    let mut task = String::new();
    io::stdin().read_line(&mut task).expect("入力エラー");
    
    tasks.push(task.trim().to_string());
    println!("タスクが追加されました。");
}

fn list_tasks(tasks: &Vec<String>) {
    if tasks.is_empty() {
        println!("タスクはありません。");
    } else {
        println!("現在のタスク:");
        for (i, task) in tasks.iter().enumerate() {
            println!("{}: {}", i + 1, task);
        }
    }
}

fn remove_task(tasks: &mut Vec<String>) {
    println!("削除するタスクの番号を入力してください:");
    let mut index_str = String::new();
    io::stdin().read_line(&mut index_str).expect("入力エラー");

    match index_str.trim().parse::<usize>() {
        Ok(index) if index > 0 && index <= tasks.len() => {
            tasks.remove(index - 1);
            println!("タスクが削除されました。");
        }
        _ => println!("無効な番号です。"),
    }
}

この章では、Rustの基本的な構文を活用した実用的なアプリケーションの構築方法と、ユーザー入力やエラーハンドリングの実装、そしてコードの改善ポイントを学びました。この経験により、実践的なRustのスキルがさらに身についたことでしょう。

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