Pop

push同様，popもリストに変更を加えますが，pushと違い返り値があります．そしてリストが空の場合という厄介な状態を考えなくてはいけません．このケースに対処するために，信頼できるOption型を使います：

pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
    // TODO
}

Option<T>は値が存在するかもしれないことを表すのに使われ，Some(T)かNone の状態を取ることができます．Linkのときやったように似たような型を自作することもできますが，このリストを使う人が戻り値の型が一体全体何なのか考えなくていいように， Optionという知らない人がいないほどありふれてる型を使います．実際あまりにも基礎的なので何も書かなくてもSomeとNoneと一緒にすべての.rsファイルにインポートされています（なのでOption::Noneとか書かなくてもいいのです）．

Option<T>のとげとげはOptionがTのジェネリック型であることを表しています．どんな型のOptionも作ることができるのです！

はい，で，このLinkとかいうのがあるわけですが，どうやってこれがEmptyかMoreか判断するのでしょうか？matchを使ったパターンマッチングです！

pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
    match self.head {
        Link::Empty => {
            // TODO
        }
        Link::More(node) => {
            // TODO
        }
    };
}

> cargo build

error[E0308]: mismatched types
  --> src/first.rs:27:30
   |
27 |     pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
   |            ---               ^^^^^^^^^^^ expected enum `std::option::Option`, found ()
   |            |
   |            this function's body doesn't return
   |
   = note: expected type `std::option::Option<i32>`
              found type `()`

おおおっと．popは値を返さなくてはいけませんが，まだ実装してませんでした． Noneを返すこともできますが，このような場合は関数がまだ未実装であることを表すunimplemented!()を返すのがよさそうです．unimplemented!()はマクロで（!がマクロであることを表しています），実行するとプログラムがパニックします（制御下でクラッシュさせます）．

pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
    match self.head {
        Link::Empty => {
            // TODO
        }
        Link::More(node) => {
            // TODO
        }
    };
    unimplemented!()
}

無条件でパニックするような関数は発散する関数と呼ばれます．発散する関数は値を返さず，したがってどんな型の値としても使うことができます．ここではunimplemented!()の返り値をOption<T>として使っています．

returnを書かなくていいことにも注目してください．最後の表現（基本的には行）が暗黙的に関数の返り値になります．これでシンプルな関数をより簡潔に書くことができるのです．ほかのCライクな言語のように，明示的にreturnを使って早期リターンすることもできます．

> cargo build

error[E0507]: cannot move out of borrowed content
  --> src/first.rs:28:15
   |
28 |         match self.head {
   |               ^^^^^^^^^
   |               |
   |               cannot move out of borrowed content
   |               help: consider borrowing here: `&self.head`
...
32 |             Link::More(node) => {
   |                        ---- data moved here
   |
note: move occurs because `node` has type `std::boxed::Box<first::Node>`, which does not implement the `Copy` trait
  --> src/first.rs:32:24
   |
32 |             Link::More(node) => {
   |                        ^^^^

頼むぞRust，邪魔しないでくれ！いつもどおりRustは激おこです．ありがたいことに今回は何がいけないのか全部言ってくれています！デフォルトでは，パターンマッチをするときmatch節への値のムーブが発生します．しかし今回はself.headの所有権を持っていないためそれはできません．

help: consider borrowing here: `&self.head`

Rustはmatch節で参照を使えと言ってます．🤷‍♀️まあ試してみましょう：

pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
    match &self.head {
        Link::Empty => {
            // TODO
        }
        Link::More(ref node) => {
            // TODO
        }
    };
    unimplemented!()
}

> cargo build

warning: unused variable: `node`
  --> src/first.rs:32:24
   |
32 |             Link::More(node) => {
   |                        ^^^^ help: consider prefixing with an underscore: `_node`
   |
   = note: #[warn(unused_variables)] on by default

warning: field is never used: `elem`
  --> src/first.rs:13:5
   |
13 |     elem: i32,
   |     ^^^^^^^^^
   |
   = note: #[warn(dead_code)] on by default

warning: field is never used: `next`
  --> src/first.rs:14:5
   |
14 |     next: Link,
   |     ^^^^^^^^^^

イエーイ，コンパイルが通りました！ではTODOに入る処理を考えていきましょう． Optionを返したいので，そのための変数を作りましょう．EmptyのときにはNoneを返せばいいですね．MoreのときはSome(i32)を返し，Listのheadを更新します．じゃあとりあえずはこんな感じでどうでしょうか？

pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
    let result;
    match &self.head {
        Link::Empty => {
            result = None;
        }
        Link::More(ref node) => {
            result = Some(node.elem);
            self.head = node.next;
        }
    };
    result
}

> cargo build
   Compiling lists v0.1.0 (/Users/ABeingessner/dev/temp/lists)
error[E0507]: cannot move out of borrowed content
  --> src/first.rs:35:29
   |
35 |                 self.head = node.next;
   |                             ^^^^^^^^^ cannot move out of borrowed content

(頭を机に伏せる)

共有参照しか持ってないnodeから値を取ろうとしているのがよくないようです．

ここは一旦私達が何をしようとしているのか考え直すべきでしょう．私達がやりたいのはこういうことです：

リストが空か確認する
もし空ならNoneを返す
もし空でないなら...
- リストのheadを消す
- headのelemを消す
- リストのheadを古いheadのnextに更新する
- Some(elem)を返す

重要な点は私達がなにかを消そうとしている点です．つまり，リストのheadの値を持っている必要があります．これは明らかに&self.headの共有参照を使っていては達成できません．そもそもこの関数はselfの可変参照しか持っておらず， 入れ替えることでしか値を取ることができません．これはまたEmptyの出番のようですね！

試してみましょう：

pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
    let result;
    match mem::replace(&mut self.head, Link::Empty) {
        Link::Empty => {
            result = None;
        }
        Link::More(node) => {
            result = Some(node.elem);
            self.head = node.next;
        }
    };
    result
}

cargo build

   Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.22s

や　っ　た　ぜ

一つの警告もなくコンパイルしました！！！！！

ちょっとここで個人的なlintを行いたいと思います．私達はresultを返り値にしていますが，実はそんなことをする必要はないのです！関数がその最後の行を返すように，全ての節もその最後の行を返すのです．普通はセミコロンをつけることで空タプル()を返すようにします．返り値を定義していない関数（pushみたいな）も空タプルを返します．

そんなわけで，popはこんなふうに書けます：

pub fn pop(&mut self) -> Option<i32> {
    match mem::replace(&mut self.head, Link::Empty) {
        Link::Empty => None,
        Link::More(node) => {
            self.head = node.next;
            Some(node.elem)
        }
    }
}

この方が簡潔で慣用的です．Link::Emptyのところにカッコがないことに注目してください．一つしか表現がないシンプルな場合にはこのように書くことができます．

cargo build

   Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.22s

よしよし，これでも動きますね！

あまりにも超大量の連結リストで学ぶRust

Pop