例: 参照

// Copyright 2026 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0

fn main() {
    let mut boxed = Box::new(123);
    let a: *mut i32 = &mut *boxed as *mut i32;
    let b: *mut i32 = std::ptr::null_mut();

    println!("{:?}", *a);
    println!("{:?}", b.as_mut());
}

構文の理解を確認する

Box<i32> 型は、box が所有する、ヒープ上の整数への参照です。
*mut i32 型は、いわゆる整数への生ポインタであり、その所有権をコンパイラは把握していません。プログラマーは、コンパイラの助けなしにルールが守られることを保証する必要があります。
- 注: 生ポインタは所有権の情報を Rust に提供しません。ポインタは、意味的にはデータを所有していることも、意味的には借用していることもありますが、その情報はプログラマーの頭の中にしか存在しません。
&mut *boxed as *mut _ 式:
- *boxed は …
- &mut *boxed は …
- 最後に、as *mut i32 はその参照をポインタにキャストします。
&mut i32 のような参照は、その参照先を「借用」します。これが Rust の所有権システムです。

所有権の理解を確認する

コードを順に追う:
- (3 行目) box をデリファレンスして 123 への生ポインタを作成し、新しい参照を作って、その新しい参照をポインタとしてキャストします。
- (4 行目) NULL 値を持つ生ポインタを作成します
- (7 行目) .as_mut() で生ポインタを Option に変換します
Rust ではポインタが null を取り得ることを強調する（参照とは異なります）。
コンパイルしてエラーメッセージを確認する。
議論する
- (6 行目) println!("{:?}", *a);
  - 先頭の * は生ポインタをデリファレンスします。
  - これは明示的な操作です。一方、通常の参照では、Deref トレイトのおかげでほとんどの場合は暗黙にデリファレンスされます。これは “auto-deref” と呼ばれます。
  - 生ポインタのデリファレンスは unsafe な操作です。
  - unsafe ブロックが必要です。
- (7 行目) println!("{:?}", b.as_mut());
  - as_mut() は unsafe 関数です。
  - unsafe 関数を呼び出すには unsafe ブロックが必要です。
実演: コードを修正し（unsafe ブロックを追加し）、再度コンパイルして、動作するプログラムを示す。
実演: as *mut i32 を as *mut _ に置き換え、コンパイルできることを示す。
- このキャストでは、対象の型を部分的に省略できます。Rust コンパイラは、キャスト元が &mut i32 であることを知っています。この参照型を変換できるポインタ型は *mut i32 の 1 つだけです。
安全性コメントを追加する:
- unsafe コードは、責任がコンパイラからプログラマーへ移ることを示す、と説明しました。
- unsafe コードを書く際に、この特別な責任について考慮したことをどう伝えるのでしょうか。安全性コメントです。
- 安全性コメントは、unsafe コードがなぜ正しいのかを説明します。
- 安全性コメントがなければ、unsafe コードは安全ではありません。
議論する: 1 つの大きな unsafe ブロックを使うか、2 つの小さなブロックを使うか:
- 複数ではなく、1 つの unsafe ブロックを使うことも可能です。
- ブロックを分けると、安全性コメントをできるだけ具体的にできます。

推奨される解答

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fn main() {
    let mut boxed = Box::new(123);
    let a: *mut i32 = &mut *boxed as *mut i32;
    let b: *mut i32 = std::ptr::null_mut();

    // SAFETY: `a` は i32 への null ではないポインタであり、初期化済みで、
    // 依然として割り当てられています。
    println!("{:?}", unsafe { *a });

    // SAFETY: `b` は null ポインタであり、`as_mut()` はこれを `None` に変換します。
    println!("{:?}", unsafe { b.as_mut() });
}

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