2021-09-24

MacBook のキートップの爪が欠けたので直した

MacBook Pro のバタフライキーボード、この前から I のキーのキートップが外れて困っていた。つけ直してもつけ直しても、タイピングしているうちに外れてしまう。そんなことを何度か繰り返した挙げ句、キートップをよくよく観察してみたら、爪がひとつ欠けているのを発見。

上側（キーボードの奥、ディスプレイ側）の爪は本来 U 字型になっているはずが、欠けて J のようになっていた。道理ですぐ外れるはずだ。幸い、欠片が本体側に残っていたので、飛ばしてしまわないように気をつけながら拾い出した。

f:id:mimikakimemo:20210924224829j:plain

そーっとピンセットでつまんで、手元にあった瞬間接着剤をつける。そして、キートップに接着。

f:id:mimikakimemo:20210924225355j:plain

いい感じにくっついた。キーボードにはめてみたら、うまいことパチンとはまった。今のところ外れる気配もない。

ちなみに今回の作業には、ハンダ付け用に買ったこちらのスタンドを使った。英語だとこういう補助器具は thrid hand っていうらしい。おもしろい名前。

精密作業スタンドルーペ拡大鏡固定クリップ溶接/ハンダクリップ/精密機器の修理（含む3個クリップ/1個拡大鏡）

Amian Shop

Amazon

作りが安っぽくて若干不安定だが、ダイソーのステンレスマグネット付皿を土台としてくっつけると安定していい感じに使える。

参考サイト

2021-05-23

ESP8266 で静電容量式土壌水分センサーを使う

ESP8266

水やりの目安にするため、土壌中の水分量を測定したい。ということで、土壌水分センサーを買ってみた。まずは動かすところから。

土壌水分センサーの種類

手軽に手に入る土壌水分センサーには、電気抵抗式のものと、静電容量式のものがある。

電気抵抗式のセンサーは、2 つの電極が露出している。価格が少し安めだが、使っていると電極が錆びやすいとのこと。

KKHMF 6個土壌水分センサーモジュール LM393 土壌湿度計土壌水分検出オートマチック給水システム

メディア:

一方、静電容量式のセンサーは電極が露出しておらず、長期間安定して使えるらしい。そんなわけで今回はこちらを選んだ。Amazon だと 5 個セット（そんなに要らないが）で 800 円ほどなので、160 円/個。

DiyStudio 土壌湿度計湿度検出モジュール水分センサアナログ出力土壌水分リアルタイムデータ V1.2 Arduino Raspberry Pi用耐食性ケーブル付き DC 3.3〜5.5Vワイド電圧配線容量性センシングの原理を使用して土壌水分を検出します（5 個）

メディア:

Amazon で買ったセンサーの表面には、Capative Soil Moisture Sensor v1.2 と書かれている。調べてみると、DFRobot から販売されている Analog Capacitive Soil Moisture Sensor SEN0193 の、ジェネリック版らしい。

www.dfrobot.com

このセンサーの仕様や使い方については、DFRobot の Wiki に詳しく解説がある。

wiki.dfrobot.com

ESP8266 でアナログ入力を扱う

ESP8266（ESP-WROOM-02）には、アナログ入力に使えるピンが 1 つしかない。TOUT というピン名になっている。Arduino のスケッチ内では、ピン番号として定数 A0 を使う。値の取得には、普通の Arduino 同様、analogRead() 関数を使う¹。

int value = analogRead(A0);

ひとつ注意が必要なのは、0 V 〜 1 V の範囲でしか入力を受け付けない点。0 V 〜 3.3 V ではない。10 ビットの精度で、0 V のときは 0、1 V のときは 1023 という値が得られる。今回は土壌水分センサーを 3.3 V で動かしているので、手元にあった 10 kΩ の抵抗 3 本を使って、ざっくり 1/3 に分圧した。

f:id:mimikakimemo:20210523020641p:plain

土壌水分量の測定

f:id:mimikakimemo:20210523025240j:plain

analogRead() で読み取った値を、以下のようなコードでそのまま表示してみた。

#include <Arduino.h>

void setup()
{
  Serial.begin(74880);
}

void loop()
{
  const int value = analogRead(A0);
  Serial.println(value);
  delay(1000);
}

条件を変えて簡単に試した結果は以下の通り。

条件	測定値
空気中に出しているとき	394
植木鉢にさしたとき	298
植木鉢に水をやった後	265
水に浸したとき	228

普通の湿度とは逆で、水分が多いほど測定値は小さくなる。このままだとわかりにくいので、空気中における値 $V_{\text{air}}$ を 0%、水中における値 $V_{\text{water}}$ を 100% として、水分量を百分率で表すことにしたい。水分量と測定値の関係が線形だと雑に仮定すると²、測定値が $V$ のとき、水分量は

$\displaystyle \frac{V_{\text{air}} - V} {V_{\text{air}} - V_{\text{water}}} \times 100 \,[\%]$

で計算できる。

この測定値・水分量は、土の種類や設置位置、センサーの個体差に大きく左右されるはず。しかし、今回の目的は「水やりの目安にするため、湿っているか乾いているかざっくり判定したい」という点なので、あまり細かいことは気にしなくて大丈夫。ただ、こちらの記事にあるとおり、電源電圧の低下には気をつける必要がありそう。

次は水分量を一定間隔で測定して、グラフ化したい。

参考

昔は analogRead() に対応していなかったようで、古い記事では「system_adc_read() を使う」という記述が見られる。↩
こちらの記事の測定結果によれば、土壌が乾いてくると線形から外れる様子。↩

2021-05-22

技適対応 Wi-Fi カメラモジュール WT-ESP32-CAM で撮影してみる

ゴーヤのタイムラプス撮影をしようと思い立ち、WT-ESP32-CAM というカメラ付きマイコンモジュールを買ってみた。今回の内容は、以下のブログ記事を参考にしている。

lang-ship.com

製造元 Wireless-Tag 社の公式ページと、データシートは以下のとおり。

ちなみに、Amazon でも ESP32-CAM はいろいろ売っている（例）が、どれも技適に通っていない。技適対応でタイムラプス用途だと、M5Stack の ESP32 PSRAM Timer Camera X (OV3660) が初心者の自分には扱いやすそうだったが、どこのサイトでも品切れ・入荷未定だったので、WT-ESP32-CAM を使ってみることにした。

購入

AliExpress で 565 円。念のため 2 つ購入し、配送は AliExpress Standard Shipping（507 円）にした。しめて 1,638 円。

www.aliexpress.com

2 週間ほどで到着した。

f:id:mimikakimemo:20210522003710j:plain

組み立て

パッケージを開けると、以下の 3 つが入っている。

WT-ESP23-CAM 本体
カメラ（OV2640）
外付けアンテナ

f:id:mimikakimemo:20210522003702j:plain

カメラのケーブルを WT-ESP32-CAM 上のコネクタに接続。

付属の外付けアンテナは技適に通っていないので、秋月電子で売っているこちらアンテナの方を使う必要があるらしい。なるほど。

akizukidenshi.com

デモ用のプログラムでカメラ撮影してみる

WT-ESP32-CAM は、デモ用のプログラムが出荷時に書き込み済みなので、電源をつなげるだけでカメラ撮影を試すことができる。USB-シリアル変換モジュールを使って、PC と接続。

f:id:mimikakimemo:20210522003719j:plain

USB-シリアル	WT-ESP32-CAM	（上の写真では）
5V	5V	紫色
GND	GND	青色
TXD	U0R	緑色
RXD	U0T	灰色

シリアルモニターを 115,200 baud に設定して接続すると、ログを確認することができる。基板左下の RST ボタンを押して再起動。

起動ログ

21:28:15.921 -> ⸮g⸮=⸮ҐL⸮⸮'⸮ҕSH؊⸮њ⸮e⸮    u⸮⸮⸮ʽ⸮⸮J⸮E⸮b⸮⸮:⸮ų³U⸮F⸮*⸮e1⸮
21:28:15.921 -> ⸮=⸮⸮J#⸮⸮⸮V⸮ͩi⸮⸮ *E]⸮:⸮⸮Ս⸮⸮k⸮⸮⸮⸮⸮a0⸮\Eɶ'⸮A⸮    ⸮⸮.⸮⸮⸮⸮,⸮.zѲ⸮¸⸮⸮h⸮%⸮v⸮⸮a⸮i⸮_⸮.⸮⸮⸮⸮
⸮[⸮՚T⸮q⸮,⸮;⸮⸮&k⸮1C!⸮⸮d⸮⸮m⸮⸮a0⸮⸮lY⸮⸮
⸮⸮⸮d⸮⸮mf⸮,⸮ծ⸮⸮#⸮⸮i0⸮⸮0b⸮9K⸮⸮⸮⸮⸮!⸮⸮⸮⸮Q⸮⸮,⸮)K⸮⸮⸮j⸮Y⸮ɹ⸮x⸮⸮8⸮⸮SH⸮⸮a;⸮⸮+A⸮ӊ⸮⸮⸮њ⸮i⸮RնZ⸮⸮⸮⸮̣⸮⸮⸮⸮⸮ړ⸮+A⸮ʀ⸮⸮ѿ⸮⸮⸮⸮⸮ᩁr⸮Wk⸮˂1⸮⸮ž    ⸮⸮⸮⸮Ť9⸮⸮A⸮)Wk⸮⸮K⸮⸮j5
21:28:15.961 -> [0;32mI (38) boot: ESP-IDF v4.0-276-g57a5a486f 2nd stage bootloader[0m
21:28:15.961 -> [0;32mI (38) boot: compile time 18:36:27[0m
21:28:15.961 -> [0;32mI (38) boot: Enabling RNG early entropy source...[0m
21:28:15.961 -> [0;32mI (44) qio_mode: Enabling default flash chip QIO[0m
21:28:15.961 -> [0;32mI (49) boot: SPI Speed      : 80MHz[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (53) boot: SPI Mode       : QIO[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (57) boot: SPI Flash Size : 4MB[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (61) boot: Partition Table:[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (65) boot: ## Label            Usage          Type ST Offset   Length[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (72) boot:  0 factory          factory app      00 00 00010000 003c0000[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (80) boot:  1 nvs              WiFi data        01 02 003d0000 00004000[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (87) boot: End of partition table[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (91) boot_comm: chip revision: 1, min. application chip revision: 0[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (98) esp_image: segment 0: paddr=0x00010020 vaddr=0x3f400020 size=0x3010c (196876) map[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (160) esp_image: segment 1: paddr=0x00040134 vaddr=0x3ffb0000 size=0x041a8 ( 16808) load[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (166) esp_image: segment 2: paddr=0x000442e4 vaddr=0x40080000 size=0x00400 (  1024) load[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (167) esp_image: segment 3: paddr=0x000446ec vaddr=0x40080400 size=0x0b924 ( 47396) load[0m
21:28:16.116 -> [0;32mI (191) esp_image: segment 4: paddr=0x00050018 vaddr=0x400d0018 size=0x86610 (550416) map[0m
21:28:16.245 -> [0;32mI (339) esp_image: segment 5: paddr=0x000d6630 vaddr=0x4008bd24 size=0x107e4 ( 67556) load[0m
21:28:16.315 -> [0;32mI (379) boot: Loaded app from partition at offset 0x10000[0m
21:28:16.315 -> [0;32mI (379) boot: Disabling RNG early entropy source...[0m
21:28:16.315 -> [0;32mI (380) psram: This chip is ESP32-D0WD[0m
21:28:16.315 -> [0;32mI (384) spiram: Found 64MBit SPI RAM device[0m
21:28:16.315 -> [0;32mI (389) spiram: SPI RAM mode: flash 80m sram 40m[0m
21:28:16.315 -> [0;32mI (394) spiram: PSRAM initialized, cache is in low/high (2-core) mode.[0m
21:28:16.315 -> [0;32mI (401) cpu_start: Pro cpu up.[0m
21:28:16.365 -> [0;32mI (405) cpu_start: Application information:[0m
21:28:16.365 -> [0;32mI (410) cpu_start: Project name:     camera_web_server[0m
21:28:16.365 -> [0;32mI (416) cpu_start: App version:      2470e47[0m
21:28:16.365 -> [0;32mI (421) cpu_start: Compile time:     Jun 23 2020 18:36:23[0m
21:28:16.365 -> [0;32mI (427) cpu_start: ELF file SHA256:  657db6d4b907e61e...[0m
21:28:16.365 -> [0;32mI (433) cpu_start: ESP-IDF:          v4.0-276-g57a5a486f[0m
21:28:16.365 -> [0;32mI (439) cpu_start: Starting app cpu, entry point is 0x400814e4[0m
21:28:16.365 -> [0;32mI (0) cpu_start: App cpu up.[0m
21:28:17.238 -> [0;32mI (1329) spiram: SPI SRAM memory test OK[0m
21:28:17.238 -> [0;32mI (1329) heap_init: Initializing. RAM available for dynamic allocation:[0m
21:28:17.272 -> [0;32mI (1330) heap_init: At 3FFAE6E0 len 00001920 (6 KiB): DRAM[0m
21:28:17.272 -> [0;32mI (1336) heap_init: At 3FFBD660 len 000229A0 (138 KiB): DRAM[0m
21:28:17.272 -> [0;32mI (1342) heap_init: At 3FFE0440 len 00003AE0 (14 KiB): D/IRAM[0m
21:28:17.272 -> [0;32mI (1349) heap_init: At 3FFE4350 len 0001BCB0 (111 KiB): D/IRAM[0m
21:28:17.272 -> [0;32mI (1355) heap_init: At 4009C508 len 00003AF8 (14 KiB): IRAM[0m
21:28:17.272 -> [0;32mI (1361) cpu_start: Pro cpu start user code[0m
21:28:17.321 -> [0;32mI (1366) spiram: Adding pool of 4096K of external SPI memory to heap allocator[0m
21:28:17.321 -> [0;32mI (1387) spi_flash: detected chip: generic[0m
21:28:17.321 -> [0;32mI (1387) spi_flash: flash io: qio[0m
21:28:17.321 -> [0;32mI (1387) cpu_start: Starting scheduler on PRO CPU.[0m
21:28:17.321 -> [0;32mI (0) cpu_start: Starting scheduler on APP CPU.[0m
21:28:17.321 -> [0;32mI (1396) spiram: Reserving pool of 32K of internal memory for DMA/internal allocations[0m
21:28:17.360 -> I (1446) wifi:wifi driver task: 3ffcceb0, prio:23, stack:3584, core=0
21:28:17.360 -> [0;32mI (1446) system_api: Base MAC address is not set, read default base MAC address from BLK0 of EFUSE[0m
21:28:17.360 -> [0;32mI (1446) system_api: Base MAC address is not set, read default base MAC address from BLK0 of EFUSE[0m
21:28:17.407 -> I (1466) wifi:wifi firmware version: 101cee8
21:28:17.407 -> I (1466) wifi:config NVS flash: enabled
21:28:17.407 -> I (1466) wifi:config nano formating: disabled
21:28:17.407 -> I (1466) wifi:Init dynamic tx buffer num: 32
21:28:17.407 -> I (1476) wifi:Init data frame dynamic rx buffer num: 32
21:28:17.407 -> I (1476) wifi:Init management frame dynamic rx buffer num: 32
21:28:17.449 -> I (1486) wifi:Init management short buffer num: 32
21:28:17.449 -> I (1486) wifi:Init static tx buffer num: 16
21:28:17.449 -> I (1496) wifi:Init static rx buffer size: 1600
21:28:17.449 -> I (1496) wifi:Init static rx buffer num: 10
21:28:17.449 -> I (1496) wifi:Init dynamic rx buffer num: 32
21:28:17.449 -> [0;32mI (1506) camera wifi: wifi_init_softap finished.SSID:wireless-tag password:wireless-tag[0m
21:28:17.521 -> [0;32mI (1596) phy: phy_version: 4180, cb3948e, Sep 12 2019, 16:39:13, 0, 0[0m
21:28:17.521 -> I (1596) wifi:mode : softAP (30:ae:a4:96:af:75)
21:28:17.521 -> I (1606) wifi:Total power save buffer number: 8
21:28:17.521 -> I (1606) wifi:Init max length of beacon: 752/752
21:28:17.521 -> I (1606) wifi:Init max length of beacon: 752/752
21:28:17.556 -> I (1616) wifi:Set ps type: 0
21:28:17.556 -> 
21:28:17.556 -> [0;32mI (1616) sccb: pin_sda 26 pin_scl 27
21:28:17.556 -> [0m
21:28:17.556 -> [0;32mI (1616) gpio: GPIO[32]| InputEn: 0| OutputEn: 1| OpenDrain: 0| Pullup: 0| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.665 -> [0;32mI (1746) camera: Detected OV2640 camera[0m
21:28:17.665 -> [0;32mI (1756) gpio: GPIO[35]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.699 -> [0;32mI (1756) gpio: GPIO[34]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.699 -> [0;32mI (1766) gpio: GPIO[39]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.699 -> [0;32mI (1776) gpio: GPIO[36]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.699 -> [0;32mI (1786) gpio: GPIO[21]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.734 -> [0;32mI (1786) gpio: GPIO[19]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.734 -> [0;32mI (1796) gpio: GPIO[18]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.734 -> [0;32mI (1806) gpio: GPIO[5]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.734 -> [0;32mI (1816) gpio: GPIO[25]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.772 -> [0;32mI (1826) gpio: GPIO[23]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.772 -> [0;32mI (1836) gpio: GPIO[22]| InputEn: 1| OutputEn: 0| OpenDrain: 0| Pullup: 1| Pulldown: 0| Intr:0 [0m
21:28:17.772 -> [0;32mI (1846) camera: Allocating 2 frame buffers (750 KB total)[0m
21:28:17.807 -> [0;32mI (1906) camera: Allocating 375 KB frame buffer in OnBoard RAM[0m
21:28:17.906 -> [0;32mI (2006) camera: Allocating 375 KB frame buffer in OnBoard RAM[0m
21:28:18.271 -> [0;32mI (2356) camera_httpd: Starting web server on port: '80'[0m
21:28:18.271 -> [0;32mI (2356) camera_httpd: Starting stream server on port: '81'[0m
21:28:18.271 -> [0;32mI (2356) system_api: Base MAC address is not set, read default base MAC address from BLK0 of EFUSE[0m

このログの中に

21:28:17.449 -> [0;32mI (1506) camera wifi: wifi_init_softap finished.SSID:wireless-tag password:wireless-tag[0m
21:28:17.521 -> [0;32mI (1596) phy: phy_version: 4180, cb3948e, Sep 12 2019, 16:39:13, 0, 0[0m
21:28:17.521 -> I (1596) wifi:mode : softAP (30:ae:a4:96:af:75)

とあるとおり、SoftAP モードで動いていて WT-ESP32-CAM 自身が Wi-Fi アクセスポイントの役割もしているので、スマホや PC から

SSID: wireless-tag
パスワード: wireless-tag

で接続することができる。 WT-ESP32-CAM に外部アンテナを付けていない状態でも、近距離であれば問題なく接続できた。

このアクセスポイントに接続し、ブラウザで http://192.168.4.1/ にアクセスすると、カメラ撮影用の Web インターフェイスを使うことができる。[Get Still] ボタンをクリックすると静止画が撮影される。

f:id:mimikakimemo:20210522002826p:plain

最大で 1600 px × 1200 px の画像が撮影できる。小さくて安いのにすごい。

トラブルシューティング

起動時、最初は

21:26:03.260 -> [0;31mE (2056) camera: Failed to set frame size[0m
21:26:03.260 -> [0;31mE (2066) camera: Camera init failed with error 0x20002[0m
21:26:03.260 -> [0;31mE (2066) app_camera: Camera init failed with error 0x20002[0m

というカメラ関連のエラーが出たが、何回かリセットボタンで再起動したら直った。

ちなみに、カメラが接続されていない場合には、以下のような別のエラーが出る。

21:14:10.916 -> [0;31mE (1686) camera: Detected camera not supported.[0m
21:14:10.916 -> [0;31mE (1686) camera: Camera probe failed with error 0x20004[0m
21:14:10.916 -> [0;31mE (1686) app_camera: Camera init failed with error 0x20004[0m

また、1台の WT-ESP32-CAM に、複数台のクライアントから同時にアクセスすることはできない様子。

21:31:16.681 -> I (180716) wifi:max connection, deauth!

2021-02-18

Rust に付け焼き刃で入門する 5

Rust に付け焼き刃で入門する 4 の続き。

6. Enum とパターンマッチング

6.1. Enumを定義する

Enumを定義する - The Rust Programming Language 日本語版

enum IpAddrKind {
    V4,
    V6,
}

enum の定義。V4 と V6 を日本語ドキュメントでは列挙子と呼んでいるが、英語だと単純に variant。列挙子の名前は識別子として扱われているっぽいので、記号やスペースは含められないんだろうか？そもそも、Rust の識別子に使える文字種がどうなっているのか、まだ知らないが。

let four = IpAddrKind::V4;
let six = IpAddrKind::V6;

列挙子のインスタンスを生成する。IpAddrKind::V4 や IpAddrKind::V6 は値。その両方を含んだ型が IpAddrKind。

:: を使っているのは、関連関数の :: と関係あるんだろうか？

enum IpAddr {
    V4(u8, u8, u8, u8),
    V6(String),
}

let home = IpAddr::V4(127, 0, 0, 1);
let loopback = IpAddr::V6(String::from("::1"));

このようにして、列挙子に具体的なデータを格納することができる。列挙型はユニオン型のようになる。

enum Message {
    Quit,
    Move { x: i32, y: i32 },
    Write(String),
    ChangeColor(i32, i32, i32),
}

Move は匿名構造体をデータとして持つ列挙子。匿名構造体ってのは初めて出てきた気がする。他の箇所でも使えるんだろうか。

enumと構造体にはもう1点似通っているところがあります: implを使って構造体にメソッドを定義できるのと全く同様に、 enumにもメソッドを定義することができるのです。

なるほど。関連関数は定義できるんだろうか？と思って試してみたらいけた。

#[derive(Debug)]
enum Hoge {
    Foo(i32),
    Bar(bool),
}

impl Hoge {
    fn print(&self) {
        println!("{:?}", self);
    }
    // 関連関数を定義
    fn make_bar(value: bool) -> Hoge {
        Hoge::Bar(value)
    }
}

fn main() {
    let foo = Hoge::Foo(123);
    let bar = Hoge::make_bar(true); // 関連関数を呼び出す
    foo.print(); // → Foo(123)
    bar.print(); // → Bar(true)
}

Rustにはnullがありませんが、値が存在するか不在かという概念をコード化するenumならあります。このenumがOption<T>で、以下のように標準ライブラリに定義されています。

Haskell でいう Maybe 的なやつ。

Option<T>は有益すぎて、初期化処理(prelude)にさえ含まれています。つまり、明示的にスコープに導入する必要がないのです。さらに、列挙子もそうなっています: SomeとNoneをOption::の接頭辞なしに直接使えるわけです。

しれっと使われている Some や None は、Option::Some や Option::None で enum だったのか。

では、Option<T>型の値がある時、その値を使えるようにするには、どのようにSome列挙子からT型の値を取り出せばいいのでしょうか？ Option<T>には様々な場面で有効に活用できる非常に多くのメソッドが用意されています; ドキュメントでそれらを確認できます。

Some(42) から値 42 を取り出す方法は、この節では濁されている。ドキュメントを見てみると、unwrap() メソッドでできるようだ。

6.2. matchフロー制御演算子

matchフロー制御演算子 - The Rust Programming Language 日本語版

パターンマッチ。説明されていないが、各アームが返す型はすべて同じでなければならないようだ。

Rustにおけるマッチは、包括的です: 全てのあらゆる可能性を網羅し尽くさなければ、コードは有効にならないのです。

これも Haskell など他の言語と同様。また、ワイルドカード的なプレースホルダとして、パターン中に _ が使える。

6.3. if letで簡潔なフロー制御

if letで簡潔なフロー制御 - The Rust Programming Language 日本語版

let some_u8_value = Some(0u8);

match some_u8_value {
    Some(3) => println!("three"),
    _ => (),
}

と

let some_u8_value = Some(0u8);

if let Some(3) = some_u8_value {
    println!("three");
}

は等価。if let と書かれていたので一瞬構造がよくわからなかったが、「普通の if 式の条件の部分に let Some(3) = some_u8_value が入っている」と見ればよさそう。変数定義に使う let と被っているのも紛らわしいが、パターンマッチのための「let <pattern> = <valiable>」という特別な構文、という理解でいいんだろうか。

enum とパターンマッチ。若干独特な部分はあるが、変な概念はない。

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2021-02-18

Rust に付け焼き刃で入門する 4

rust

Rust に付け焼き刃で入門する 3 の続き。

5. 構造体を使用して関係のあるデータを構造化する

5.1. 構造体を定義し、インスタンス化する

構造体を定義し、インスタンス化する - The Rust Programming Language 日本語版

フィールドには foo.bar のようにドットでアクセス。

Rustでは、一部のフィールドのみを可変にすることはできないのです。

フィールドの値を書き換えたい場合は、構造体のインスタンス全体を可変にする。今まで見てきた変数と同じように、let mut を使う。

let mut user1 = User {
    email: String::from("someone@example.com"),
    username: String::from("someusername123"),
    active: true,
    sign_in_count: 1,
};

user1.email = String::from("anotheremail@example.com");

フィールド初期化省略記法

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        email, // ← これ
        username, // ← これ
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    }
}

field init shorthand syntax。JavaScript にもあるやつ。

構造体更新記法

let user2 = User {
    email: String::from("another@example.com"),
    username: String::from("anotherusername567"),
    ..user1
};

struct update syntax。JavaScript の spreading に近いが、..foo は必ず最後に書く必要がある様子。

タプル構造体

struct Color(i32, i32, i32);
let black = Color(0, 0, 0);

型に名前をつけて区別できること以外は、普通のタプルと同じ。要素に red, green, blue など名前をつけたくなるが、それはできないようだ。

普通の構造体の定義は ; が不要だが、タプル構造体の定義は ; が必要。若干ややこしいが、VS Code の拡張を入れておけば、保存時のフォーマットでよしなに直してくれる。

ユニット様構造体

struct Foo; だけで定義できるらしい。

5.2. 構造体を使ったプログラム例

構造体を使ったプログラム例 - The Rust Programming Language 日本語版

構造体を使ったかんたんなチュートリアル。構造体の定義の直前に #[derive(Debug)] をつけると、println! 文字列に {:?} を書いていい感じに出力できるようになる。derive マクロというやつなんだろうか。

5.3 メソッド記法

メソッド記法 - The Rust Programming Language 日本語版

impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
}

impl ブロックによって、構造体にメソッドを定義できる。fn といい mut といい struct といい、Rust のキーワードは省略形が多い。

第1引数 &self で自分自身のインスタンスを受け取るのは Python っぽい。&self には型注釈は不要。試してみたら、一応 self: &Rectangle と書くことはできるようだ。& が頭につくことに注意。可変にするなら &mut self。

selfだけを第1引数にしてインスタンスの所有権を奪うメソッドを定義することは稀です; このテクニックは通常、メソッドがselfを何か別のものに変形し、変形後に呼び出し元が元のインスタンスを使用できないようにしたい場合に使用されます。

そうなのか。

Rustには->演算子の代わりとなるようなものはありません; その代わり、Rustには、自動参照および参照外しという機能があります。Rustにおいてメソッド呼び出しは、この動作が行われる数少ない箇所なのです。

自動でよしなにしてくれて若干気持ち悪いが、C の . と -> の使い分けもそれはそれで面倒なので、まあ。

メソッドの受け手に関して借用が明示されないというのが、所有権を実際に使うのがRustにおいて簡単である大きな理由です。

意味がとりづらいが、「メソッドの第1引数（&self か &mut self か self）を見るだけで、メソッド呼び出しによって借用が起きるかどうかをコンパイラが判断できる。なので、メソッドの受け手 reciever（そのインスタンス自体。foo.do_something() の foo）に & や &mut をつける必要がない（&foo.do_something() か foo.do_something() か、というようなことに人間が注意しなくても良い）」ということだろうか。

implブロック内にselfを引数に取らない関数を定義できることです。これは、構造体に関連付けられているので、関連関数と呼ばれます。

associated function。いわゆる静的メソッド。some_instance.do_something() ではなく、SomeStruct::do_something() で呼び出す。

複数のimplブロックが有用になるケースは第10章で見ますが、そこではジェネリック型と、トレイトについて議論します。

まだよくわからない。構造体自体の定義 struct とメソッド定義 impl が文法上別々のブロックに分かれているのは、これを可能にするためなんだろうか？

構造体おわり。特にはまりそうなところは無かった。

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