生成時に不変条件を強制する

newtype パターンを活用すると、不変条件 を強制できます。

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pub struct Username(String);

impl Username {
    pub fn new(username: String) -> Result<Self, InvalidUsername> {
        if username.is_empty() {
            return Err(InvalidUsername::CannotBeEmpty)
        }
        if username.len() > 32 {
            return Err(InvalidUsername::TooLong { len: username.len() })
        }
        Ok(Self(username))
    }

    pub fn as_str(&self) -> &str {
        &self.0
    }
}
pub enum InvalidUsername {
    CannotBeEmpty,
    TooLong { len: usize },
}

newtype パターンは、Rust のモジュールシステムおよび可視性システムと組み合わせることで、ある型のインスタンスが一連の不変条件を満たすことを保証するために使用できます。

上の例では、Username 構造体の内部に格納されている生の String には、他のモジュールやクレートから直接アクセスできません。これは、それが pub や pub(in ...) としてマークされていないためです。Username 型の利用者は、インスタンスを作成するために new メソッドを使うことを強制されます。その結果、 new がバリデーションを実行し、Username のすべてのインスタンスがそれらのチェックを満たすことを保証します。
as_str メソッドにより、利用者は生の文字列表現にアクセスできます（たとえば、それをデータベースに保存するために）。ただし、戻り値の型である &str は読み取り専用のアクセスに制限するため、利用者は基になる値を変更できません。
型レベルの不変条件には、副次的な利点もあります。

入力は境界で一度だけ検証され、その後のプログラムの残りの部分は不変条件が維持されていることを前提にできます。これにより、プログラム全体にわたる冗長な検証や「防御的プログラミング」のチェックを避けられ、ノイズを減らしパフォーマンスを向上できます。

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