[Rust] なぜスライスにwindows_mutはないのか
Rust のスライスには windows メソッドがあります.
これは指定した数の連続した要素の「サブスライス」を順に返すイテレータを作成します.
例えば次のコード
let slice = &[ 1, 1, 2, 3, 5, 8 ];
for arr in slice.windows(3) {
println!("{:?}", arr);
}
を実行すると, [1, 1, 2], [1, 2, 3], [2, 3, 5], [3, 5, 8] と順に表示されます.
大きさの決まった「窓」を先頭から順番にずらしていくイメージです.
よく似たメソッドに chunks があり, これは窓を重複なくずらすものです. 例えば
let slice = &[ 1, 1, 2, 3, 5, 8 ];
for arr in slice.chunks(3) {
println!("{:?}", arr);
}
は [1, 1, 2], [3, 5, 8] と順に表示されます. ほとんど同じものに見えますが, 実は両者には大きな違いがあります.
chunks には可変参照を返す対応物 chunks_mut があるのに対して, windows にはありません.
これはなぜでしょうか.
chunks および chunks_mut について
これはほとんど同じもので, 前者の返り値 std::iter::Chanks は Iterator<Item = &'a [T]>,
後者の返り値 std::iter::ChanksMut は Iterator<Item = &'a mut [T]> です.
内部実装 (chunks,
chunks_mut) を見てもらえばわかるように,
これは要するにスライスを split_at または split_at_mut しています.
スライスのメソッド split_at_mut は興味深いメソッドで,
ひとつの &mut [T] からふたつの &mut [T] を作り出すことができます.
Rust ではひとつのメモリ領域に対して同時に複数の可変参照が存在することはできませんが,
しかし今の場合, ふたつの &mut [T] が指す範囲が重複していないことが保証されているため, 安全です.
なので split_at_mut は内部では unsafe になっています.
windows について
それでは WindowsMut のようなものは実装できるでしょうか？
これは要するに可変参照は同時にひとつしか存在できないというルールのために Rust では禁止されています.
イテレータの返り値はすべて同じライフタイムを持ちますから,
WindowsMut が上のような調子で &mut [T] を生成し続けてしまうと同じ領域を指す可変参照が同時に存在してしまいます.
streaming iterator
しかしイテレータとして実装するのでなければ WindowsMut を実現することができます.
これは次の next までに先に生成した &mut [T] がドロップされていることが保証されていればよいからで,
streaming iterator と呼ばれる種類のものになります.
streaming iterator については
[Rust] 自分への参照を返すイテレータもどき: streaming iterator
を, windows_mut の実装については参考文献をご覧ください.