【Rust】関数内で所有権が移動されたオブジェクトをcloneメソッドを使わずに外部に取り出したい

Question

こんにちは。Rustでソフトウェアの開発を行なっています。

Rustで関数の内側で作られたオブジェクトは外側に持ち出せないのかどうか簡単なケースで検証を行なっています。

問題のソースコード

use std::sync::{Arc, Mutex};

 #[derive(Clone)]
 struct Foo {
     x: i32,
 }

 fn handle_with_clone(from: Arc<Mutex<Foo>>) -> Foo {
     (*from.lock().unwrap()).clone()                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           }
 fn handle_without_clone(from: Arc<Mutex<Foo>>) -> Foo {
     *from.lock().unwrap() // コンパイルエラー
 }

 fn main() {
     let x = Arc::new(Mutex::new(Foo { x: 1 }));

     let y = handle_with_clone(Arc::clone(&x));
     let z = handle_without_clone(Arc::clone(&x));
 }

エラーメッセージ抜粋

error[E0507]: cannot move out of dereference of `MutexGuard<'_, Foo>`
  --> src/main.rs:12:5
   |
12 |     *from.lock().unwrap()
   |     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ move occurs because value has type `Foo`, which does not implement the `Copy` trait

関数内でclone()メソッドを使うと値が取り出せるのですが、cloneでディープコピーを行いたくない場合、どう実装を書けばよいかわかりません。

ご存じの方もしいらっしゃれば、恐縮ですが教えていただけないでしょうか？

よろしくお願いいたします。

Answer 1

状況を簡単にするためにここでは Mutex を無視して Arc だけで説明します。 質問者の例と同様にエラーになります。

use std::sync::Arc;

#[derive(Clone)]
struct Foo {
    x: i32,
}

fn handle(from: Arc<Foo>) -> Foo {
    *from // ここでエラー
}

fn main() {
    let x = Arc::new(Foo { x: 1 });
    let z = handle(x.clone());
}

Foo のオブジェクトはスマートポインタ (Arc) の管理下にあります。

• Arc は参照カウント方式のスマートポインタなのでカウント外で参照が存在すると破綻してしまう
• Arc はそれが指すオブジェクトを他のスマートポインタと共有する可能性があるので (ポインタが指すオブジェクトを) ムーブできないようになっている (ムーブしたら破綻する)
• スマートポインタの管理下にない同内容のオブジェクトを作るのであればそれは複製である

という理由で、この場合は複製せずに関数の外に持ち出すことは出来ないことになります。

これが Arc から Box に置き換えるだけでムーブが可能になるのでエラーは消えます。

#[derive(Clone)]
struct Foo {
    x: i32,
}

fn handle(from: Box<Foo>) -> Foo {
    *from
}

fn main() {
    let x = Box::new(Foo { x: 1 });
    let z = handle(x.clone());
}

Box はそれが指す内容を他のポインタと共有しない唯一無二のものなので共有の可能性がなく、ムーブを許すと同時にポインタが無効になるなら破綻しないからです。 しかし Box を clone した場合にはそれが指すオブジェクトも同時に複製されることには気を付けてください。

質問者がやりたいことを私なりに推測してコードにするならおそらくこういうことではないでしょうか。

use std::sync::{Arc, Mutex, MutexGuard};

#[derive(Clone)]
struct Foo {
    x: i32,
}

fn handle_without_clone(from: &Arc<Mutex<Foo>>) -> MutexGuard<'_, Foo> {
    from.lock().unwrap()
}

fn main() {
    let x = Arc::new(Mutex::new(Foo { x: 1 }));
    let z = handle_without_clone(&x);
    println!("{}", z.x)
}

Comments

[akira_kano1101]

SaitoAtsushi様
ご回答ありがとうございます。

親切に説明してくださったおかげでRustのスマートポインタについての私の知識が深まりました。

今回は何らかの変換の詳細を隠蔽したい質問だったので推測、教えていただいた内容は答えとして問題ないと思います。

たまたま例がArcだったのですが、他の場合にもリファレンスを使えば解決できるかもしれないと思いました。

それにしてもArcが参照カウントなのに&をつけてさらにリファレンスにするなんて、何だか面白いですね。

わかりやすく説明、ありがとうございました。