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型システム編 - インターフェース

難易度: 🔴 上級
所要時間: 30分

📚 この章で学ぶこと

インターフェースとは

インターフェースは、構造体が持つべきメソッドの「シグネチャ（名前、引数、戻り値）」だけを定義したものです。これにより、異なる構造体を同じように扱うことが可能になります。

interface Drawable {
    void draw();
}

interface Printable {
    void print();
}

インターフェースの実装

impl 構造体名 for インターフェース名 の形式でメソッドの実装を記述します。

struct Circle {
    int radius;
}

impl Circle for Drawable {
    void draw() {
        println("Drawing a circle with radius {}", self.radius);
    }
}

struct Square {
    int side;
}

impl Square for Drawable {
    void draw() {
        println("Drawing a square with side {}", self.side);
    }
}

self の扱い

インターフェース内での self は、対象となる構造体へのポインタ（例: *Circle）として扱われます。したがって、self.field でフィールドにアクセスしたり、値を変更したりすることができます。

インターフェースの使用

メソッド呼び出し

インターフェースを実装した構造体のインスタンスに対して、そのメソッドを呼び出せます。

int main() {
    Circle c;
    c.radius = 10;
    c.draw();  // Circleのdrawが呼ばれる

    Square s;
    s.side = 5;
    s.draw();  // Squareのdrawが呼ばれる

    // 変更しない構造体はconstで宣言すべき
    // const Circle c2 = {radius: 15};  // constの場合

    return 0;
}

複数のインターフェース実装

1つの構造体に対して、複数のインターフェースを実装できます。

impl Circle for Printable {
    void print() {
        println("Circle(radius={})", self.radius);
    }
}

int main() {
    Circle c;
    c.radius = 10;
    c.draw();
    c.print();
    return 0;
}

private メソッド

impl ブロック内でのみ使用できる補助メソッドを定義できます。これはインターフェースのシグネチャには含まれませんが、共通のロジックをまとめるのに便利です。

interface Calculator {
    int calculate(int x);
}

struct MyCalc {
    int base;
}

impl MyCalc for Calculator {
    // この impl ブロック内でのみ呼び出し可能
    private int helper(int n) {
        return n * 2;
    }
    
    int calculate(int x) {
        // self 経由で private メソッドを呼び出し
        return self.helper(x) + self.base;
    }
}

よくある間違い

❌ シグネチャの不一致

インターフェースで定義されたメソッドと、実装するメソッドの型や引数が異なるとエラーになります。

interface Foo {
    void bar(int x);
}

struct S {}

impl S for Foo {
    // void bar(string s) { ... } // エラー: 型が一致しない
    void bar(int x) { ... }      // OK
}

❌ 実装漏れ

インターフェースに含まれる全てのメソッドを実装する必要があります。

練習問題

問題1: 面積の抽象化

Shape インターフェースを作成し、area() メソッドを定義してください。次に Rectangle と Circle 構造体にそれを実装させてください。

解答例 ```cm interface Shape { double area(); } struct Rectangle { double w, h; } impl Rectangle for Shape { double area() { return self.w * self.h; } } struct Circle { double radius; } impl Circle for Shape { double area() { return 3.14159 * self.radius * self.radius; } } ```

次のステップ

✅ インターフェースの定義ができる
✅ インターフェースの実装ができる
✅ self ポインタの使い方がわかった
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関連リンク

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最終更新: 2026-02-08