2019年5月8日発売予定の『実践Rust入門』（以下 本書）の目次を公開します。 購入前の参考にしてください。
実は本書は私が想像していたのよりずいぶん早く書店に並びそうで、ずっと書きかけのままにしていたこの記事を慌てて仕上げました。 本当は3人の著者についても簡単に紹介しようと思っていたのですが、それはまた別の機会に。
- 著者：κeen、河野 達也（かわの たつや）、小松 礼人（こまつ よしと）
- 技術評論社（2019年5月8日）
- 判型：B5正寸（255mm × 183mm）
- 576ページ
- 3,980円＋税（消費税8%なら税込で4,298円）
大きめの判型でページ数も多いので、かなりの重厚感が出そうです。 同規模の本に『マスタリングTCP/IP（応用編）』や『Linuxカーネル 2.6 解読室』があります。
企画段階ではもっとコンパクトな本になる予定でした。 書きすぎてしまいました。
本書の特徴など
Rustは学習が難しいといわれています。 その理由はたくさんあります。 たとえば所有権に基づくメモリ管理、システムプログラミング向けの詳細なリソース管理、一般的なオブジェクト指向とは勝手の違うトレイトによるポリモーフィズムなど。 とにかく学ばなければならないことが多く、これらをきちんと理解していないとコンパイルすらできません。
本書に限らずRustの書籍はどれも分厚いので、なかなか読み進められずに苦労しているような声も聞こえてきます。
そういう状況をふまえ、本書では以下のことを目標にしました。
- 実践的な内容にする：言語仕様を網羅的に解説するのではなく、重要と思われるものを選択して紹介することで学ぶ量を少しでも減らす。また開発環境のセットアップについても丁寧に解説することで、準備にかかる時間も最短にする
- 手を動かして学習できるようにする：実際に動作する豊富なサンプルプログラムが用意し、それらを実行することで理解を深めてもらう。達成感が得られるので、きっと飽きずに読み進めてもらえる
- 実際に使えるサンプルプログラムにする：単なるコード片ではなく、実際の開発でも使えそうな、意味のある仕事をするプログラムを用意する。プログラミング入門書にありがちな、読み終わった後に次になにをしたらいいのかわからず途方に暮れる、といったことを少なくしたい
これをどこまで実現できたかはわかりません。 正直、こういう本を書くのは初めてなので、うまくできたのか、あまり自信はないです。 説明不足だったり、偏った内容のところも多いような気がします。 もし本書を読む機会があったら、率直な感想（特に悪い点、改善できる点）をぜひお聞かせください。
実践Rust入門の目次
第1部 基礎編
本書は「基礎編」と「応用編」の2部構成です。 基礎編ではRustの特徴や文法を学び、Rustプログラムが読み書きできるようになることを目標にしています。
第1章 Rustの特徴
Rustという言語はどのようなニーズから生まれ、どのような特徴があるのか。 また導入事例も紹介します。
執筆：河野 達也
- 1-1 Rustの特徴
- 1-2 最も愛されている言語
- 1-3 Rustの起源
- コラム：名前の由来
- 1-4 なぜRustなのか？
- 1-4-1 トップクラスのパフォーマンス
- 1-4-2 安全なシステムプログラミング言語
- 1-4-3 生産性を高めるモダンな機能
- 1-4-4 シングルバイナリ、クロスコンパイル
- 1-4-5 他言語との連携が容易
- 1-5 導入事例
- 1-5-1 Dropbox - Magic Pocket
- 1-5-2 ドワンゴ - Frugalos
- 1-5-3 npmレジストリ
- 1-5-4 AWS Firecracker
- 1-5-5 Mozilla Firefox
第2章 はじめてのRustプログラム
本章では開発環境を準備します。 Rustコンパイラなどのツールチェインをインストールし、Visual Studio Codeと関連する拡張機能をセットアップします。 簡単なプログラムを作成し、対話型のデバッガを通して実行します。
執筆：河野 達也
- 2-1 インストール
- 2-1-1 本書が対象とする環境
- 2-1-2 ツールチェイン、リンカ、ABI
- 2-1-3 rustup
- 2-1-4 Rustツールチェインのインストール
- 2-1-5 リンカのインストール（Linux）
- 2-1-6 リンカのインストール（macOS）
- 2-1-7 リンカのインストール（Windows MSVC）
- 2-2 Hello Worldプログラム
- 2-2-1 パッケージの作成
- 2-2-2 binクレートとlibクレート
- 2-2-3 Cargo.tomlファイル
- 2-2-4 src/main.rsファイル
- 2-2-5 パッケージのビルド
- 2-2-6 プログラムの実行
- 2-2-7 プログラムの内容
- 2-3 ソースコードエディタの導入
- 2-3-1 Rustをサポートする主なエディタとIDE
- 2-3-2 Visual Studio Code（VS Code）の特徴
- 2-3-3 VS Codeのインストール
- 2-3-4 Rust RLS拡張機能のインストール
- 2-3-5 基本的な使い方
- 2-4 RPN計算機プログラムとデバッガによる実行
- 2-4-1 プログラムの作成
- コラム：ジェネリクスにおけるトレイト境界について
- 2-4-2 デバッガのセットアップ（LinuxとmacOS）
- 2-4-3 デバッガのセットアップ（Windows MSVC）
- 2-4-4 CodeLLDB拡張機能のインストール
- 2-4-5 パッケージごとの設定
- 2-4-6 デバッガでRPN計算機を実行
- コラム：ターミナルからデバッガを実行する
- 2-5 ツールチェインの補足情報
- 2-5-1 プラットフォーム・サポート・ティア
- 2-5-2 リリースサイクルとリリースチャネル
- 2-5-3 エディション
- 2-5-4 rustupのその他の機能
- 2-5-5 Cargoの主なコマンド
第3章 クイックツアー
マルチスレッドのプログラムの開発を通してRustの特徴的な機能を体験します。 第1部の残りの章で学習する内容を事前に体験することで、それらの章の内容をより深く理解することをねらいとしています。
執筆：河野 達也
- 3-1 プログラムの概要
- 3-1-1 実行例
- 3-2 並列ソートに適したバイトニックソート
- 3-2-1 アルゴリズム
- 3-2-2 Pythonによるサンプル実装
- 3-2-3 Pythonプログラムの実行
- 3-3 第1段階：初歩的な実装
- 3-3-1 モジュール構成について
- 3-3-2 関数の引数を定義する
- 3-3-3 識別子の命名規則について
- 3-3-4 コーディング規約について
- 3-3-5 sort関数の本体を実装する
- 3-3-6 残りの関数を実装する
- 3-3-7 単体テストを書く（数値のソート）
- 3-4 第2段階：ジェネリクスでさまざまなデータ型に対応させる
- 3-4-1 テストケースを追加する（文字列のソート）
- 3-4-2 型パラメータを導入してジェネリクス化する
- 3-4-3 大小比較可能な型に限定する
- 3-4-4 コンパイラが型に関するバグを防いでくれる
- 3-4-5 列挙型で使いやすくする
- 3-4-6 match式による場合分け
- 3-4-7 エラーを返す
- 3-5 第3段階：クロージャでソート順をカスタマイズ
- 3-5-1 テストケースを追加する（学生データのソート）
- 3-5-2 クロージャの構文について
- 3-5-3 sort_by関数を実装する
- 3-5-4 クロージャの型について
- 3-5-5 既存の関数を修正する
- 3-5-6 トレイトを自動導出する
- 3-5-7 乱数で巨大なテストデータを生成する
- 3-5-8 イテレータチェインでスマートに
- 3-5-9 ソート結果を確認する
- 3-6 最終形：並列ソートの実現
- 3-6-1 標準ライブラリのマルチスレッドAPI
- 3-6-2 並列データ処理ライブラリRayon
- 3-6-3 Rayonを導入する
- 3-6-4 SyncトレイトとSendトレイト
- 3-6-5 所有権
- 3-6-6 sub_sort関数の並列化
- 3-7 仕上げ：ベンチマークプログラム
第4章 プリミティブ型
本章と次の第5章ではRustプログラムの安全性と高速性に大きく貢献する「型」について学習します。 本章では言語に組み込まれている数値型などの型を扱います。
執筆：河野 達也
- 4-1 型の分類
- コラム：コードの表記法について
- 4-2 スカラ型
- 4-2-1 ユニット
- 4-2-2 真理値
- 4-2-3 固定精度の整数
- 4-2-4 固定精度の浮動小数点数
- 4-2-5 文字
- 4-2-6 参照
- 4-2-7 生ポインタ
- 4-2-8 関数ポインタ
- コラム：関数ポインタとクロージャ
- 4-3 プリミティブな複合型
- 4-3-1 タプル
- 4-3-2 配列
- 4-3-3 スライス
- 4-3-4 文字列スライス
第5章 ユーザ定義型
本章では標準ライブラリで定義されている主な型を見た後に、構造体や列挙型を使った新しい方の定義と、型変換の方法などを学びます。
執筆：河野 達也
- 5-1 スタック領域とヒープ領域
- 5-2 標準ライブラリの主な型
- 5-2-1 Box（std::boxed::Box<T>）
- 5-2-2 ベクタ（std::vec::Vec<T>）
- 5-2-3 その他のコレクション型
- 5-2-4 String（std::string::String）
- 5-2-5 範囲（std::ops::Range）
- 5-2-6 オプション（std::option::Option<T>）
- 5-2-7 リザルト（std::result::Result<T, E>）
- 5-3 新しい型の定義と型エイリアス
- 5-3-1 型エイリアス
- 5-3-2 構造体（struct）
- 5-3-3 列挙型（enum）
- 5-3-4 構造体と列挙型のより詳しい情報
- 5-4 型変換
- 5-4-1 型キャスト
- 5-4-2 複合型の型変換
- 5-4-3 Transmute（std::mem::transmute）
- 5-4-4 型強制
第6章 基本構文
Rustプログラムを読み書きするための基本的な構文について学習します。 いままで出てきたいろいろな構文をまとめて整理して、続く第7章「所有権システム」、第8章「トレイトとポリモーフィズム」という難所に挑みます。
執筆：小松 礼人
- 6-1 準備
- 6-1-1 パッケージの作成
- 6-1-2 パッケージの構造
- 6-2 コメント
- 6-3 うるう年と平年
- 6-4 use宣言
- 6-5 関数
- 6-5-1 関数定義
- 6-5-2 式と文
- 6-5-3 関数の実行
- 6-5-4 メソッド
- 6-5-5 関連関数
- 6-6 束縛とミュータビリティ
- 6-6-1 束縛とは
- 6-6-2 ミュータビリティ
- 6-6-3 スコープ
- 6-6-4 シャドウイング
- 6-6-5 定数とスタティック変数
- 6-7 演算子
- 6-8 分岐
- 6-8-1 if式
- 6-8-2 match式とパターン
- 6-8-3 if let式
- 6-9 繰り返し
- 6-9-1 loop式
- 6-9-2 while式
- 6-9-3 while let式
- 6-9-4 for式
- 6-10 クロージャ
- 6-11 アトリビュート
- 6-12 モジュールとアイテムの可視性
- 6-12-1 modキーワードとpubキーワード
- 6-12-2 モジュールをファイルとして切り出す
第7章 所有権システム
Rustの最も特徴的な機能の1つである所有権システムについて学びます。 基本的な概念について学んだあと、簡単なベクタの作成をとおして所有権の中で特につまづきやすいライフタイムを中心に理解を深めます。
執筆：河野 達也
- 7-1 所有権システムの利点
- 7-1-1 ガベージコレクタが不要になる
- 7-1-2 メモリ安全性がコンパイル時に保証される
- 7-1-3 リソースの自動解放
- 7-2 所有権システムの概要
- 7-3 値の所有者
- 7-4 値のスコープ
- コラム：値の破棄の意図的な遅延とリソースリーク
- 7-5 ムーブセマンティクス
- 7-6 コピーセマンティクス
- 7-6-1 Copyトレイトを実装する主な型
- 7-6-2 CopyトレイトとCloneトレイトの違い
- 7-7 借用：所有権を渡さずに値を貸し出す
- 7-8 参照のライフタイムと借用規則
- 7-8-1 新旧2種類の借用チェッカ
- 7-9 ライフタイムの詳細：簡単なベクタの実装
- 7-9-1 構造体の定義
- 7-9-2 new関連関数とwith_capacity関連関数
- 7-9-3 lenメソッドとcapacityメソッド
- 7-9-4 pushメソッドとgetメソッド
- 7-9-5 参照のライフタイムを確認する
- 7-9-6 ライフタイムの省略
- 7-9-7 ‘staticライフタイム
- 7-9-8 popメソッドと借用からのムーブアウト
- コラム：列挙型とnullableポインタ最適化
- 7-9-9 growメソッド
- 7-9-10 イテレータと所有権
- 7-9-11 可変の参照と不正なポインタの回避
- 7-9-12 構造体や列挙型のライフタイム
- 7-10 共同所有者を実現するポインタ：Rc型とArc型
- 7-10-1 循環参照の問題
- 7-11 内側のミュータビリティ
- 7-11-1 使用例：TLSとRefCellでスレッド固有の可変の値を持つ
- 7-11-2 使用例：RwLockで可変の値を複数スレッドで共有する
- コラム：アリーナ・アロケータ
- 7-12 クロージャと所有権
第8章 トレイトとポリモーフィズム
Rustにおけるオブジェクト指向の側面について学びます。 ポリモーフィズム（多相性）を実現するためのトレイトとジェネリクスを扱い、あわせて標準ライブラリのトレイト利用例や演算子のオーバーロードも見ていきます。 静的ディスパッチと動的ディスパッチの節では、Rustにおいて選択可能な性能と柔軟性のトレードオフについて説明し、2種類のディスパッチ方法を目的に応じて使い分けられるようにします。
執筆：κeen
- 8-1 トレイトの基本
- 8-1-1 基本的な使い方
- 8-1-2 トレイト境界
- コラム：ジェネリクス記法の表現力
- 8-1-3 トレイトの継承
- 8-1-4 デフォルト実装
- 8-1-5 トレイトとスコープ
- 8-1-6 トレイト実装のルール
- 8-1-7 自動導出
- 8-2 トレイトのジェネリクス
- 8-2-1 ジェネリクスの型パラメータと具体的な型
- コラム：トレイトとオーバーロードの関係
- 8-3 静的ディスパッチと動的ディスパッチ
- 8-3-1 ジェネリクスと静的ディスパッチのしくみ
- 8-3-2 トレイトオブジェクトと動的ディスパッチのしくみ
- 8-4 存在impl Trait
- コラム：全称と存在
- 8-5 トレイトとアイテム
- 8-5-1 関連関数
- 8-5-2 関連定数
- 8-5-3 関連型
- コラム：ジェネリクスか関連型か
- 8-6 標準ライブラリのトレイト利用例
- 8-6-1 std::io::Write
- 8-6-2 std::convert::From
- 8-6-3 std::iter::Iterator
- 8-6-4 std::ops::Eq
- 8-6-5 std::os::unix::fs::FileExt
- 8-6-6 std::marker::Sized
- 8-7 演算子のオーバーロード
- 8-8 トレイトのテクニック
- 8-8-1 StringとInto<String>
- 8-8-2 オプショナル引数
- 8-8-3 パスネーム
- 8-8-4 &strとstr
- 8-8-5 Newtypeによるトレイト実装制約の回避
- 8-8-6 列挙型を使った型の混合
第2部 実践編
実践編では実践的なサンプルプログラムを紹介します。 Rustで何をどうやって実現できるのかを知るだけでなく、人気のあるライブラリやフレームワークについても基本的な使い方を学べます。
第9章 パーサを作る
数式をパースするライブラリを作成します。 主に構文解析を扱いますが、そのあとに続くインタプリタやコンパイラも作ることで、数式に対応する抽象構文木を構築するだけでなく、電卓として機能させます。 またRustにおける手続きの抽象化やエラーの扱いなど実用的なプログラミングには欠かせない技法も紹介します。
執筆：κeen
- 9-1 四則演算の処理系の作成
- 9-1-1 パーサを構成する要素
- コラム：パーサの種類
- 9-1-2 処理する計算式について
- 9-1-3 全体の設計
- 9-2 字句解析
- 9-2-1 トークン
- 9-2-2 字句解析器の実装
- 9-3 構文解析
- 9-3-1 抽象構文木の実装
- 9-3-2 構文解析器の実装
- 9-3-3 エラー処理
- 9-4 抽象構文木の利用
- 9-4-1 評価器の作成
- 9-4-2 コードの生成
第10章 パッケージを作る
簡単なコマンドラインプログラムの作成を通じて、パッケージの作成とcrates.ioというセントラルリポジトリでの公開方法を学習します。 あわせてrustdocによるドキュメント作成や、テストの書き方についても学びます。 Travis CIとAppVeyorを利用したテストの自動実行も扱い、作成したプログラムがLinux、macOS、Windows上で正しく動作することを確認できます。
執筆：κeen
- 10-1 コマンドラインツールの作成
- 10-1-1 Cargoプロジェクト、パッケージ、クレート
- 10-1-2 マニフェストファイルの修正
- 10-1-3 プログラムの作成
- 10-1-4 ライブラリとバイナリへの分割
- 10-2 ドキュメントを書く
- 10-2-1 ドキュメントの構文
- 10-2-2 ドキュメントの書式
- 10-2-3 ドキュメント文章の記載
- コラム：cargo docの便利なオプション
- 10-3 テストの追加
- 10-3-1 簡単なテストを書く
- 10-3-2 さまざまなテストを書く
- 10-3-3 テストを書く場所
- コラム：クレート内テストとクレート外テスト
- 10-4 パッケージを公開するために
- 10-4-1 パッケージのビルド
- 10-4-2 作業のコミット
- コラム：Cargo.lockはコミットすべき？
- 10-4-3 リモートリポジトリの追加
- 10-5 自動テストを行う
- コラム：CIのアレコレ
- 10-5-1 Travis CI
- 10-5-2 AppVeyor
- コラム：いろいろなCIサービス
- 10-6 パッケージをリリースする
- 10-6-1 マニフェストファイルの修正
- 10-6-2 最終確認
- コラム：パッケージ名の-と_
- 10-6-3 crates.ioでの公開
- 10-6-4 バイナリのリリース
第11章 Webアプリケーション、データベース接続
Web用途でのRustの活用法を紹介します。 あわせてFuturesによる非同期IOの実現や、Rustからリレーショナルデータベース上のデータを操作する方法なども学習します。 題材としてCSVやJSON形式のログデータを扱うWeb APIサービスを取り上げ、サンプルプログラムを通してRust製の各種フレームワークの基本的な使い方を学びます。
執筆：κeen
- 11-1 RustとWebの現状
- 11-1-1 同期と非同期
- 11-1-2 FuturesとTokio
- 11-1-3 Rustでの非同期の未来
- 11-1-4 Webアプリケーションフレームワーク
- 11-2 Webアプリケーションフレームワーク Actix Web
- 11-2-1 Hello, Actix Web
- 11-2-2 Actix Webとサーバの構成要素
- 11-2-3 静的ファイルを返す
- 11-2-4 テンプレートを返す
- 11-3 JSON APIサーバ
- 11-3-1 仕様
- 11-3-2 ワークスペース
- 11-3-3 ひな型
- 11-3-4 データ型の定義
- 11-3-5 APIでの使用
- 11-4 Dieselを使ったデータベースの扱い
- 11-4-1 diesel_cliのインストール
- 11-4-2 スキーマ定義とマイグレーション
- 11-4-3 モデルの定義
- 11-4-4 Dieselを用いたクエリ
- 11-4-5 データベースのコネクションとHTTPサーバへの統合
- コラム：Dieselの型とクエリキャッシュ
- 11-5 マルチパート/CSVファイルの扱い
- 11-6 CLIクライアントの作成
- 11-6-1 最初のコード
- 11-6-2 ReqwestによるHTTP POST
- 11-6-3 ReqwestによるHTTP GET
- 11-6-4 完成
第12章 FFI
FFIを通じてRustプログラムとCプログラムを相互に呼び出す方法を学習します。 動的または静的ライブラリとのリンク、ビルドスクリプトのサポート、Cのデータ型の扱い方などを学習し、さらにリソースが解放されるタイミングを制御する方法についても学びます。
執筆：κeen
- 12-1 C FFIの基本
- 12-1-1 単純なC FFI
- 12-1-2 ライブラリとのリンク
- 12-1-3 グローバル変数
- 12-1-4 静的リンクライブラリとのリンク
- 12-1-5 ビルドスクリプトサポート
- コラム：Rustのリンカ
- 12-2 Cのデータ型の扱い
- 12-2-1 プリミティブ型
- 12-2-2 ポインタ型
- 12-2-3 libcクレート
- 12-2-4 文字列型
- 12-2-5 関数ポインタ
- 12-2-6 所有権とリソースの解放
- コラム：ValgrindをRustに使う
- 12-2-7 Opaqueと空の列挙型
- 12-2-8 #[repr(C)]
- コラム：Nullableポインタ最適化
- 12-3 C APIの基本
- 12-3-1 プロジェクトの作成
- 12-3-2 ライブラリの作成
- 12-4 実践C FFI
- 12-4-1 Onigmoのインストール
- 12-4-2 プロジェクト構成とbindgen
- 12-4-3 アンセーフなサンプルコード
- 12-4-4 ラッパ
- 12-4-5 ノート
（目次おわり）