トラックボールを Elecom M-DPT1MR から Kensington No. K72362JP Orbit Fusion へ替えて快適になったメモ

じみーにストレスになってたので替えました！いまのところ替えてよかったという印象が大きめです💕

新: Kensington No. K72362JP Orbit Fusion

よいところ

• 標準仕様で右クリックが薬指を前提とした位置のボタン！(人差し指と中指は玉の操作に専念できます！)
• スクロールリング使いやすい！(実際に使うまでどうなんだろう？って思ってました。使ってみたらこれはよいものです…)
• 第3ボタンがスクロールと独立していて押したい時にストレスなく押せる！(たいていのスクロールホイール方式の製品ではボタンを押したいのにスクロールしてもにょりが発生しやすいです)
• ボタンいっぱいある(5+DPI変更)
• 玉の大きさが大きい
• 支持球が人工ルビーで耐久性が高い(公式SPECには書いてないけど目視判断でたぶん人工ルビー。参考→ https://twitter.com/nekotrackball/status/1315996845152202753 )
• 玉の操作はとてもなめらか(持続性は長く使わないとわからない)
• 無線接続できる
• 電池がAA(調達性や他の電池機器との予備電池の共有が最も図りやすい)
• Kensignton なのにちゃんと右手操作に特化した設計(左右対称のっぺりは嫌なのです…分割キーボードの間に置いて使うとかならそれもいいのかもだけど)

わるい、とまでは言わないけれどちょっと残念なところ

• 有線で接続できない(電池の手間と重量が嫌なのです)
• スクロールリングを回す感触に軽いザラつきがある(操作に支障は無いけれど擦れ音と感触がチープで残念)
• 玉を外しにくい(お掃除のときちょっと気を使う)

旧: Elecom M-DPT1MR について

よいと感じていたところ

• 玉の大きさが大きい
• 玉の操作が人差し指＆中指
• 支持球が人工ルビーで耐久性が高い(公式で人工ルビーと言ってる)
• 有線接続できる
• 無線接続もできる
• ボタンいっぱいある(5+3)
• なぜか5,000円前後で買える(メーカー希望小売価格は19,558円)

わるいところ (≈替えた理由)

• 標準仕様では右クリックが中指を前提とした位置のボタン
  • 中指は人差し指とともに玉の操作に使いたいので右クリック時に指を一手間意識して動かす必要があった
• ハードウェア的に +3 のボタン部分は基本の 5 ボタンと違い、同じ割り当てをしても反応しないアプリがあったりして不便
  • 薬指の位置のボタンもこの +3 部分なのでここに Left, Right, Center などの使用頻度の多いボタンを割り当てると動作しないアプリに遭遇してストレスになります
• Elecom Mouse Assistant っていう準ドライバーみたいな公式の常駐アプリを使う事でボタン設定はカスタマイズできるのだけど…これが絶妙に不便
  • Windows を Sleep して復帰させると常駐はしていてもボタンのカスタマイズが解ける
  • カスタマイズで割り当てた"右クリック"は一部のアプリでは効かない
    • 一部のアプリの例がタスクマネージャーやリソースモニターだったりするのでつらい(右クリックしたい位置でキーボードのメニューキーを押すという技巧で操作する事はできる)
  • カスタマイズを設定する画面でどの項目が実際どこのボタンなのか図が出ていてもわかりにくい(結果、適当な割り当てをしてどのボタンが実際にはどこで…と都度確認して設定していました)
  • 不具合報告時のサポートの対応が悪かった

rust の wasm ターゲットのプロジェクトで surf-1.x を surf-2.x へ差し替える場合に必要な対応のメモ

• surf

surf-1.x 系では↓のように Cargo.toml にバージョン番号または所在だけ書けば wasm 向けにもそのまま使えました。べんり。

# surf-1.x
[dependencies]
surf = "1.0.3"

surf-2.x 系から↓のように Cargo.toml に default-features と features を明示的に設定しないと wasm ターゲットでビルドできなくなりました。

# surf-2.x
surf = {version = "2.1.0", default-features = false, features = ["wasm-client"]}

この設定を怠ると↓のようなエラーで依存 crates のビルド中に surf のビルドがエラーで失敗になります。

   Compiling surf v2.1.0
error[E0432]: unresolved import `http_client::isahc`
  --> C:\Users\usagi\.cargo\registry\src\github.com-1ecc6299db9ec823\surf-2.1.0\src\client.rs:12:26
   |
12 |         use http_client::isahc::IsahcClient as DefaultClient;
   |                          ^^^^^ could not find `isahc` in `http_client`

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0432`.
error: could not compile `surf`.

surf-2.0 のリリースノートによくみると wasm 向けには features を手設定しないとダメになるよって書いてある＆wasm-test/Cargo.tomlを参考にするとわかります。READMEでどどーんとWASMで使いたければこの設定してねとは書かれていないので少し不親切かもしれません。のでメモを残しました。

`yarn licenses list --json` ではしんどい気配の場合に `npx license-checker --json` すると嬉しいメモ、とおまけで `Cargo.toml` で rust の場合のメモ

package.json -> licenses.json

package.json と npm|yarn を使っているプロジェクトでお世話になっている依存ライブラリーのライセンス表示を自動生成したい時、とりあえず yarn で

yarn licenses list --json

すると、↓しんどそうなJSON↓が出力される事があります。

このときの1581行目は200,054文字ありました。 prettier も通らないし、しんどそうです。

そこで、

• license-checker https://www.npmjs.com/package/license-checker

に替えてみます:

npx license-checker --json --relativeLicensePath --summary

必要なところだけの出力が pretty されて得られました。この出力だと目視による部分的な確認も楽で、ライセンス表示の自動生成やプロジェクトの方針などで必要な場合にはGPLの混入防止検出なども問題なく処理できそうです。

おまけ: Cargo.toml -> licenses.json

• cargo-license https://github.com/onur/cargo-license

cargo install cargo-license

しておいて、

cargo-license -j

Rust の trait で Option<Self> や Result<Self, E> を return する関数を定義しようとして [E0277] で怒られた時に思い出すメモ

問題

// ↓これは問題ありません
trait Trait { fn function() -> Self; }

// ↓これは E0277: the size for values of type `Self` cannot be known at compilation time
trait TraitOptional { fn function() -> Option<Self>; }

// -> Result<Self, E> とかする場合も同様です(省略)

回避方法

// Self の代わりにジェネリクスを噛ませて
trait TraitOptional<T> { fn function() -> Option<T>; }

struct Struct{}

// impl するときにジェネリクスの型引数に for と同じ型を渡す
impl TraitOptional<Struct> for Struct
{ 
 fn function() -> Option<Self>
 {
  Some( Self{} )
 }
}

• https://play.rust-lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2018&gist=7ff3186d1372ab9668400a3b05059368

Rust のメモリーコンテナー的な何かをわかりやすく整理したチートシートのメモ; T, Cell, RefCell, AtomicT, Mutex, RwLock, Rc, Arc

• Repos: https://github.com/usagi/rust-memory-container-cs

作ったので GitHub ↑ しつつ、なんとなくすごい久しぶりに Qiita に初心者さんに優しそうな雰囲気を装った解説↓

• https://qiita.com/usagi/items/fc329895cebd3466910e

も書いてみました。ちなみに reddit ↓

• https://www.reddit.com/r/rust/comments/idwlqu/rust_memory_container_cheatsheet_publish_on_github/

にもポストしてみました。 reddit はとても参考になる議論がおおむね建設的にものすごい勢いで発生してくれるので嬉しいです。チートシートとしての意図と図面の都合による nitpick たちは README に注釈を付けるといいかなと思います。Allocationからの線の見直しなど a better なシートの提案はうまく取り込んで、できるだけウソの無い、でもチートシートの意図としてはわかりやすさを維持した調整をしたいと思います。

と、それだけ書いたのではわざわざブログにメモを残す理由が薄いので、ここには C++ と Rust でチートシートに掲載したメモリーコンテナー的なそれの大雑把なコードを、翻訳が通るソースとして書き残してみます。

おまけ: C++ の &≈ptr と (mutable)/const 系、Rust の &≈ptr と mut/const 系

• C++ https://godbolt.org/z/f43GKx
• Rust https://godbolt.org/z/TWqqTj

// C++
#include <memory>
#include <shared_mutex>
#include <vector>
#include <iostream>
int main()
{
 using T = int; using V = std::vector<T>;
 
 // mutable value
 T valm = 1;
  
 // const ref -> mutable value
 T& refc_valm = valm; refc_valm = 10;
 // const ref -> const value
 T const& refc_valc = valm; std::clog << refc_valc << " <- It's read only.\n";

 // mutable ptr -> mutable value
 T* ptrm_valm = &valm; *ptrm_valm = 11;
 // const ptr -> mutable value
 T* const ptrc_valm = &valm; *ptrc_valm = 21;
 // const ptr -> const value
 const T* const ptrc_valc = &valm; std::clog << *ptrc_valc << " <- It's read only.\n";

 // heap, ≈ 'static lifetime of Rust
 T* ptrm_heap_static_lifetime = new int(-1);

 // heap, ≈ mut Box<T> of Rust
 std::unique_ptr<T> ptrm_heap_single_owner_valm = std::make_unique<T>(-1);
 *ptrm_heap_single_owner_valm = -100;
 // heap, ≈ Box<T> of Rust
 std::unique_ptr<const T> ptrm_heap_single_owner_valc = std::make_unique<T>(-1);

 // heap, ≈ Rc<T> of Rust
 std::shared_ptr<const T> ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_valc = std::make_shared<T>(-1);
 // heap, ≈ Rc<Cell<T>> of Rust
 std::shared_ptr<T> ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_valm = std::make_shared<T>(-1);
 // heap, ≈ Rc<RefCell<V>> of Rust
 std::shared_ptr<V> ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_refm = std::make_shared<V>(V());
 ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_refm->push_back(-2000);

 // single reader/writer control object, ≈ Mutex<T> without <T> of Rust
 std::mutex mutex_1rw_thread_safe_controller;
  
 // multiple reader/single writer control object, ≈ RwLock<T> without <T> of Rust
 std::shared_mutex mutex_mr1w_thread_safe_controller;
}

// Rust; Rc:=Reference Counted, Arc:=Automatically Reference Counted
use std::
{ rc::Rc
, sync::{Arc, Mutex, RwLock}
, cell::{ Cell, RefCell }
};
fn main() {
 type T = i32; type V = Vec<T>;
 
 // mutable value
 let mut valm: T = 1;
 let mut valm_the_other = 2;
 
 // const ref -> mutable value
 let refc_valm: &mut T = &mut valm; *refc_valm = 11;
 // const ptr -> const value
 let refc_valc: &T = &valm; println!("{} <-- It's a const value via const ref.", refc_valc);
 
 // mutable ptr -> mutable value; deref-ptr is an unsafe operation
 let mut ptrm_valm: *mut T = &mut valm as *mut T; unsafe { *ptrm_valm = 21 };
 ptrm_valm = &mut valm_the_other as &mut T; unsafe { *ptrm_valm = 22 };
 // const ptr -> mutable value
 let ptrc_valm: *mut T = &mut valm as *mut i32; unsafe { *ptrc_valm = 31 };
 // const ptr -> const value
 let ptrc_valc: *const T = &valm as *const i32; println!("{:?} <-- It's a const value via const ptr.", ptrc_valc);
 
 // heap, ≈ new of C++
 let mut ptrm_heap_static_lifetime: *mut T = unsafe{ std::alloc::alloc( std::alloc::Layout::new::<T>() ) } as *mut T;
 unsafe { *ptrm_heap_static_lifetime = -10 };
 
 // heap, ≈ std::unique_ptr<T> of C++, deref -> mutable value
 let mut ptrm_heap_single_owner_valm: Box<T> = Box::<T>::new(-1);
 *ptrm_heap_single_owner_valm = -100;
 // heap, ≈ std::unique_ptr<const T> of C++, deref -> mutable value
 let ptrm_heap_single_owner_valc: Box<T> = Box::<T>::new(-1);
 
 // heap, ≈ std::shared_ptr<const T> of C++, deref -> const value
 let ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_valc: Rc<T> = Rc::<T>::new(-1);
 // heap, ≈ std::shared_ptr<T> + std::mutex of C++, deref -> mutable value
 let ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_valm: Rc<Cell<T>> = Rc::new(Cell::<T>::new(-1));
 ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_valm.set( -200 );
 // heap, ≈ std::shared_ptr<T> + std::mutex of C++, deref -> mutable ref
 let ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_refm: Rc<RefCell<V>> = Rc::new(RefCell::new(V::new()));
 ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_refm.borrow_mut().push( -2000 );
 
 // heap, ≈ std::shared_ptr<const T> of C++, deref -> const value
 let ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_valc: Arc<T> = Arc::<T>::new(-1);
 // heap, ≈ std::shared_ptr<T> + std::shared_mutex of C++, deref -> mutable value
 let ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_valm: Arc<Mutex<T>> = Arc::new(Mutex::<T>::new(-1));
 *ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_valm.lock().unwrap() = -200;
 // heap, ≈ std::shared_ptr<T> + std::shared_mutex of C++, deref -> mutable ref
 let ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_refm: Arc<RwLock<T>> = Arc::new(RwLock::<T>::new(-1));
 {
   let r0 = *ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_refm.read().unwrap();
   let r1 = *ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_refm.read().unwrap();
   println!("r0 = {:?}, r1 = {:?}", r0, r1);
   // drop(≈release) r0, r1 then it will be writable in the out of this scope
 }
 *ptrm_heap_multiple_owner_thread_unsafe_refm.write().unwrap() = -3000;
}

参考

• rust — Rustのセルと参照カウントタイプについての全体的な説明が必要
• Unsafe Rust - The Rust Programming Language
• RefCell<T>と内部可変性パターン - The Rust Programming Language
• Arc<Mutex<T>>という形はデザインパターン - Rustコトハジメ
• brughdiggity comments on Hey Rustaceans! Got an easy question? Ask here (22/2017)!
• Explicate what "Rc" and "Arc" stand for. by ucarion · Pull Request #42419 · rust-lang/rust · GitHub
• Rust RefCell(T) - javatpoint
• Rust book 勉強会 #7 - slideship.com

Rust で実行中にバッファーの次元解釈を変更できる DimensionShiftableBuffer と翻訳時に任意の次元解釈をVec<T>に追加する vec-dimension-shift を公開しました。のメモ

• dimension_shift_buffer
  • https://crates.io/crates/dimension_shiftable_buffer
  • https://github.com/usagi/dimension_shiftable_buffer
  • https://docs.rs/dimension_shiftable_buffer/1.0.0/dimension_shiftable_buffer/
• vec-dimension-shift
  • https://crates.io/crates/vec-dimension-shift
  • https://github.com/usagi/vec-dimension-shift
  • https://docs.rs/vec-dimension-shift/1.0.0/vec-dimension-shift/

前提として、どちらも単一のヒープに全体が連続したメモリーアドレスを持つバッファーを扱う、という事があります。そのうえで、バッファーを任意次元に再解釈します。

dimension_shiftable_buffer

実行時に任意の次元にバッファーの解釈を変更したビューを用いてバッファーを扱える、そういうものです。こちらの実装はすべて Safe です。 unsafe せずに Vec<T> を実行時に任意次元へ再解釈する方法は思いつかなかったので getter(get,pop,remove)/setter(push,append) と for_each を用意しました。こちらの利点は「実行時に」「任意次元へ」です。

// make a 2d-empty DimensionShiftableBuffer
let mut dsb = DimensionShiftableBuffer::<u8>::new(vec![], 2).unwrap();
// push a 2d-datum
dsb.push(&[0u8, 1]).unwrap();
// push a 2d-datum
dsb.push(&[2u8, 3]).unwrap();
// append a 2d-datum sequence
dsb.append(&[4u8, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]).unwrap();
for index in 0..dsb.len().unwrap()
{
 // get a 2d slice
 assert_eq!(dsb.get(index).unwrap(), &[index as u8 * 2, index as u8 * 2 + 1]);
}
// shift dimension to 3 from 2
dsb.shift_dimension(3).unwrap();
// push a 3d-datum
dsb.push(&[12u8, 13, 14]).unwrap();
// get a 3d-datum
assert_eq!(dsb.get(0).unwrap(), &[0u8, 1, 2]);
assert_eq!(dsb.get(1).unwrap(), &[3u8, 4, 5]);
assert_eq!(dsb.get(2).unwrap(), &[6u8, 7, 8]);
assert_eq!(dsb.get(3).unwrap(), &[9u8, 10, 11]);
assert_eq!(dsb.get(4).unwrap(), &[12u8, 13, 14]);
// get a linear slice
let linear_slice = dsb.as_slice();
assert_eq!(linear_slice, &[0u8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]);

vec-dimension-shift

こちらは翻訳時にN次元から実際に対応する具体的な次元の次元再解釈機能を選択的に Vec<T> へ付与する trait 集です。 usize 次元のすべてのパターンを lib に埋め尽くすわけにはいかないので、2..16次元は features で選択的に使用可能に、 default で 2,3,4 次元の traits を定義としつつ、 make_vec_dimension_shift_n_dimension! マクロをユーザーが任意に呼べるように pub り、 crate のユーザーが任意に欲しい次元を選択的に扱えるようにしています。

こっちの中身は黒魔術と unsafe でできています。次元再解釈時の境界チェック、直接の変換が不可能な場合のErr|truncate|paddingなど基本的には安全に使いやすいように実装していますが、N次元から1次元化するための flatten の実装では Vec の実装とメモリーレイアウトをにゃーんしたりしていたりします。

use vec_dimension_shift::{
 VecDimensionShift2D,
 VecDimensionShift2DFlatten,
 VecDimensionShift3D,
 VecDimensionShift3DFlatten
};

fn d2_and_d3()
{
 let original = vec![0.0, 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5];
 dbg!(&original);

 let mut d2_shifted = original.as_2d_array().unwrap();
 dbg!(&d2_shifted);
 assert_eq!(d2_shifted[0], [0.0, 1.1]);
 assert_eq!(d2_shifted[1], [2.2, 3.3]);
 assert_eq!(d2_shifted[2], [4.4, 5.5]);
 d2_shifted[1][1] = -1.0;

 let flatten = d2_shifted.as_flatten();
 dbg!(&flatten);

 let mut d3_shifted = flatten.as_3d_array().unwrap();
 dbg!(&d3_shifted);
 assert_eq!(d3_shifted[0], [0.0, 1.1, 2.2]);
 assert_eq!(d3_shifted[1], [-1.0, 4.4, 5.5]);
 d3_shifted[1][1] = -2.0;

 let flatten = d3_shifted.as_flatten();
 dbg!(&flatten);

 assert_eq!(flatten, vec![0.0, 1.1, 2.2, -1.0, -2.0, 5.5])
}

ちなみに、 1D -> 2D とした後に 1D へ flattening せず、 1D -> 2D -> 3D と次元再解釈すると、

use vec_dimension_shift::make_vec_dimension_shift_n_dimension;

fn n_dimension_macro_generator()
{
 make_vec_dimension_shift_n_dimension! { VecDimensionShift2D, VecDimensionShift2DFlatten, as_2d_array_no_check, to_2d_array_no_check, as_2d_array, to_2d_array, as_2d_array_truncate, to_2d_array_truncate, as_2d_array_padding, to_2d_array_padding, 2 }
 make_vec_dimension_shift_n_dimension! { VecDimensionShift3D, VecDimensionShift3DFlatten, as_3d_array_no_check, to_3d_array_no_check, as_3d_array, to_3d_array, as_3d_array_truncate, to_3d_array_truncate, as_3d_array_padding, to_3d_array_padding, 3 }

 let original = vec![0.0, 1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5, 6.6, 7.7, 8.8, 9.9, 10.10, 11.11];
 dbg!(&original);

 let d2 = original.as_2d_array().unwrap();
 assert_eq!(d2[0], [0.0, 1.1]);
 assert_eq!(d2[1], [2.2, 3.3]);
 assert_eq!(d2[2], [4.4, 5.5]);
 assert_eq!(d2[3], [6.6, 7.7]);
 assert_eq!(d2[4], [8.8, 9.9]);
 assert_eq!(d2[5], [10.10, 11.11]);
 dbg!(&d2);

 let d3 = d2.as_3d_array().unwrap();
 assert_eq!(d3[0], [[0.0, 1.1], [2.2, 3.3], [4.4, 5.5]]);
 assert_eq!(d3[1], [[6.6, 7.7], [8.8, 9.9], [10.10, 11.11]]);
 dbg!(&d3);
}

こういう多N次元(N次元×N次元×…)も作れます。

Rust のダウンキャストめんどくさいでござる問題を mopa crate ですっきりするメモ

trait T を実装した struct S について、 S から &dyn T へアップキャストした後、 &dyn T から &S へダウンキャストでき…ません。Rustでtrait継承のdynなオブジェクトを扱おうとすると悲しむポイントです。

trait T { fn hello(&self); }
struct S {}
impl T for S{ fn hello(&self){ println!("It's S!") } }
impl S { fn hi(&self) { print!( "I can do HI!" ) }

↑これが定義できる、というところまではよいとして、↓はできません。

fn main()
{
 // OOPの派生型に相当する型の元のオブジェクト
 let s: S = S{};
 // OOPの基底型に相当するトレイトオブジェクトレベルでの保持
 let rs: &dyn T = &s as &dyn T;
 // トレイトオブジェクトレベルでの関数呼び出しと自動的な派生型の関数へのディスパッチ
 rs.hello();
 // OOPで言うところの基底型から派生型へのダウンキャスト
 let s: &S = rs as &S;
 // ダウンキャスト済みなのでダウンキャスト先の派生型にしかない関数も呼べるはず
 s.hi();
}

error[E0605]: non-primitive cast: `&dyn T` as `&S`
 --> src\main.rs:9:14
  |
9 |  let s: &S = rs as &S;
  |              ^^^^^^^^ an `as` expression can only be used to convert between primitive types or to coerce to a specific trait object

error: aborting due to previous error

「にゃーん？」って言ったら助けてくれるイケメンが臨席にいればよいのですが、いません。これは↓のように std::any::Any を介するとできます:

// にゃーんだけど一応動く…と見せかけて期待した実行結果にならないやつ
trait T: std::any::Any { fn hello(&self); }
struct S { }
impl T for S{ fn hello(&self){ println!("It's S!") } }
impl S { fn hi(&self) { print!( "I can do HI!" ) } }

fn main()
{
 // OOPの派生型に相当する型の元のオブジェクト
 let s: S = S{};
 // OOPの基底型に相当するトレイトオブジェクトレベルでの保持
 let rs: &dyn std::any::Any = &s as &dyn std::any::Any;
 // トレイトオブジェクトレベルでの関数呼び出しと自動的な派生型の関数へのディスパッチ
 match rs.downcast_ref::<&dyn T>()
 {
  // Any から T へのダウンキャスト、呼べる…ハズヨネ？？
  Some(t) => t.hello(),
  None => println!("downcast to T was failed.")
 }
 // OOPで言うところの基底型から派生型へのダウンキャスト
 match rs.downcast_ref::<S>()
 {
  // ダウンキャスト済みなのでダウンキャスト先の派生型にしかない関数も呼べるはず
  Some(s) => s.hi(),
  None => println!("downcast to S was failed.")
 }
}

downcast to T was failed.
I can do HI!

Rustなのにいろいろすっとばして突然の動的型付け言語化です。お気持ちとしては Any までアップキャストしなくてもいいのよ… C++ の dynamic_cast 的な…と思いますが、それを trait で実装しているのが std::any::Any さんなのでにゃーんです。翻訳できて実行できて、だけど Any から T へのダウンキャストに失敗しています。悲しい。

Any から T へ .downcast_ref できないので、仕込みを増やしてどうにかします:

// Any 化するトレイトを追加
trait A { fn as_any(&self) -> &dyn std::any::Any; }
// T を A 派生にして
trait T: A { fn hello(&self); }
struct S { }
impl T for S{ fn hello(&self){ println!("It's S!") } }
impl S { fn hi(&self) { print!( "I can do HI!" ) } }
// ジェネリクスで T を実装する型 X で as_any を実装
impl<X:'static + T> A for X { fn as_any(&self) -> &dyn std::any::Any { self as &dyn std::any::Any } }

fn main()
{
 // OOPの派生型に相当する型の元のオブジェクト
 let s: S = S{};
 // OOPの基底型に相当するトレイトオブジェクトレベルでの保持
 let rt: &dyn T = &s as &dyn T;
 // トレイトオブジェクトレベルでの関数呼び出しと自動的な派生型の関数へのディスパッチ
 rt.hello();
 // OOPで言うところの基底型から派生型へのダウンキャスト
 match rt.as_any().downcast_ref::<S>()
 {
  // ダウンキャスト済みなのでダウンキャスト先の派生型にしかない関数も呼べるはず
  Some(s) => s.hi(),
  None => println!("downcast to S was failed.")
 }
}

It's S!
I can do HI!

一応、出力としては理想を得られました。新たに trait A を用意するのは1回だけ、 S の仲間の T 派生型たちが増えてもしんどくなりません。 impl<X: 'static + T> A for X も S に依存せず S やそのお仲間の T 派生型たちが増えてもこの1回の定義だけで対応できます。 'static は…つらいですね。

設計を enum や union へ変更できる場合はしちゃったらいい状況もありますが、それはそれ、適材適所でOOP継承風のパターンが楽な事はあります。と、いうわけで mopa crate の出番です🎉

• https://crates.io/crates/mopa

// mopafy マクロ、かわいいですね！
use mopa::mopafy;
// B を mopa::Any 派生にして; 先の例までは T にしていましたが、 mopafy! マクロ内部で T だと事故が起こるので。通常の命名で問題になることはたぶんないでしょう。
trait B: mopa::Any { fn hello(&self); }
// おまじないを唱えて
mopafy!(B);
struct S { }
impl B for S{ fn hello(&self){ println!("It's S!") } }
impl S { fn hi(&self) { print!( "I can do HI!" ) } }

fn main()
{
 // OOPの派生型に相当する型の元のオブジェクト
 let s: S = S{};
 // OOPの基底型に相当するトレイトオブジェクトレベルでの保持
 let rt: &dyn B = &s as &dyn B;
 // トレイトオブジェクトレベルでの関数呼び出しと自動的な派生型の関数へのディスパッチ
 rt.hello();
 // OOPで言うところの基底型から派生型へのダウンキャスト
 match rt.downcast_ref::<S>()
 {
  // ダウンキャスト済みなのでダウンキャスト先の派生型にしかない関数も呼べるはず
  Some(s) => s.hi(),
  None => println!("downcast to S was failed.")
 }
}

It's S!
I can do HI!

😭mopa🙏 ありがとう。ナマスカール🙏

おまけ1: enum 化

設計を変えて trait 継承とアップキャストによるディスパッチを enum に変更する場合は、

trait T { fn hello(&self); }
struct S { }
impl T for S{ fn hello(&self){ println!("It's S!") } }
impl S { fn hi(&self) { print!( "I can do HI!" ) } }
enum E { S(S), /* 実際には T, U, V, ... 派生型をたくさん詰めます */ }

fn main()
{
 // OOPの派生型に相当する型の元のオブジェクト
 let s: S = S{};
 // OOPの基底型に相当するオブジェクトを enum へ変更
 let e: E = E::S(s);
 // OOPで言う基底型から派生型へのダウンキャストに相当する enum のディスパッチ
 match e
 {
  E::S(s) =>
  {
   // S は T を実装しているので共通関数も呼べる
   s.hello();
   // もちろん S の関数も呼べる
   s.hi();
  }
  /* 実際には T, U, V, ... 派生型ののディスパッチを書く */
 }
}

と、なります。一見これでいいじゃない的に見えるのはディスパッチ先が1種類しか無いお勉強向けの実装例だからです。enum を使うとディスパッチなしでは中身へアクセスできないので dyn T は S など派生型の制約としては意味があるものの、共通関数を dyn T レベルから呼べるような機能は enum ではディスパッチ無しでは実現できません。つまり、ディスパッチ先が増えれば共通処理を呼ぶための退屈なディスパッチを大量に並べる事になります。うつくしくない…😭

おまけ2: union で無理やり reinterpret_cast しちゃったらどうなるの？

union だと Copy+Clone, unsafe が必要になるものの、型システムは巧い具合に（ある意味でバギーに）騙されたりするだろうか？なんて邪悪な事も試してみましたが、

// 基底型に相当させる enum を作り
union SuperTypeLikeUnion
{
 // ディスパッチ対象の派生型に相当する型をフィールドへいれる
 a: StructA,
 b: StructB,
}

trait HasHello { fn hello(&self); }
#[derive(Copy, Clone)] struct StructA {}
#[derive(Copy, Clone)] struct StructB {}
impl HasHello for StructA { fn hello(&self) { println!("It's A!!") } }
impl HasHello for StructB { fn hello(&self) { println!("It's B!!") } }

fn main()
{
 let a: StructA = StructA{};
 let e = SuperTypeLikeUnion{a};
 
 unsafe
 {
  // 実際のナカミは A, ぶっちぎりディスパッチも A
  let dangerous1 = &e.a as &dyn HasHello;
  dangerous1.hello();
 }

 let b: StructB = StructB{};
 let e = SuperTypeLikeUnion{b};
 
 unsafe
 {
  // 実際のナカミは B, ぶっちぎりディスパッチは A
  let dangerous2 = &e.a as &dyn HasHello;
  dangerous2.hello();
 }

}

この結果は

t's A!!
It's A!!

でした。型システムの実装を考えれば、まあ、そうですよね😅 C++ の RTTI による dynamic_cast や関数ポインターレベルの操作が何故かここで行われるはずもなく。

今回のメモのだいじなところ

1. オブジェクト指向言語向けっぽい UML で設計したなコイツ…的なソフトウェアの設計を Rust で実装するはめになったら mopa crate を検討しましょう。
2. Rust らしい enum ディスパッチは安全でうつくしーですが、OOPのクラスやインターフェースの継承構造を変換するには退屈なディスパッチを大量に書くことになるので適材適所で mopa りましょう。 Let's mopafy!

参考

• oop - Why doesn't Rust support trait object upcasting? - Stack Overflow
• rust - How to get a reference to a concrete type from a trait object? - Stack Overflow