【Rust】coroutineを使いたい

#![feature(coroutines)]
#![feature(coroutine_trait)]
#![feature(stmt_expr_attributes)]

use std::ops::{Coroutine, CoroutineState};
use std::pin::Pin;

fn main() {
    let mut coroutine = #[coroutine] || {
        yield 1;
        "foo"
    };

    match Pin::new(&mut coroutine).resume(()) {
        CoroutineState::Yielded(1) => {
            println!("yielded test");
        }
        _ => panic!("unexpected return from resume"),
    }
    match Pin::new(&mut coroutine).resume(()) {
        CoroutineState::Complete("foo") => {
            println!("foo test");
        }
        _ => panic!("unexpected return from resume"),
    }
}

error[E0554]: `#![feature]` may not be used on the stable release channel

$ rustup install nightly
$ cargo +nightly run
Compiling parallel v0.1.0 (/home/vagrant/dev/rust/parallel)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.28s
Running `target/debug/parallel`
yielded test
foo test

use std::ops::{Coroutine, CoroutineState};
use std::pin::Pin;

fn main() {
    let mut coroutine = #[coroutine] || {
        println!("2");
        yield;
        println!("4");
    };

    println!("1");
    Pin::new(&mut coroutine).resume(());
    println!("3");
    Pin::new(&mut coroutine).resume(());
    println!("5");
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.27s
Running `target/debug/parallel`
1
2
3
4
5

Pin::new(&mut coroutine).resume(());で一旦停止するのか…

【Rust】フィボナッチ数列

フィボナッチは再起的に計算を行う。

6 の場合は、
6 -> (4,5)
4 -> (2,3)
5 -> (3,4)
2 -> 【1】
3 -> (1, 2) -> 【1】【1】

fn fibonacci(n: u32)-> u32{
    if(n == 1) || (n == 2) {
        return 1;
    }
    return fibonacci(n - 2) + fibonacci(n - 1);
}


fn main() {
    println!("{}", fibonacci(6));
}

Compiling rust v0.1.0 (/home/vagrant/dev/algorithm/rust)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.12s
Running `target/debug/rust`
8

8の時は21, 10は55となる。
なんか不思議な感じがする。

【Rust】素数の判定

まず、prime(平方根)を計算する。sqrt()はf64にする必要がある。

fn main() {
    let x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];
    for i in x {
        let y = (i as f64).sqrt();
        println!("{}", y);
    }
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.29s
Running `target/debug/rust`
1
1.4142135623730951
1.7320508075688772
2
2.23606797749979
2.449489742783178
2.6457513110645907
2.8284271247461903
3

nが、2から平方根までの値で割り切れれば、素数ではない

fn main() {
    let x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15];
    for i in x {
        let mut flag = true;
        let prime = (i as f64).sqrt();
        if prime >= 2.0 {
            for j in 2..((prime + 1.0) as u32){
                if i % j == 0 {
                    flag = false;
                    break;
                }
            }
        }
        if flag == true {
            println!("{}は素数です", i);}
    }
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.14s
Running `target/debug/rust`
1は素数です
2は素数です
3は素数です
5は素数です
7は素数です
11は素数です
13は素数です

floatへの変換を書かなければならない分、コードが冗長になるが、もう少しエレガントに書きたいものだ。○○か否かはTrue or Falseが書きやすい。

【Rust】Eventとdeque

Eventを待ち受ける側はループで待機し、イベントキューに新しいEventが登録されるとコールバックする。

use std::collections::VecDeque;
use std::thread;
use std::sync::Mutex;

static deque: Mutex<VecDeque<String>> = Mutex::new(VecDeque::new());

fn main() {

    let handle = thread::spawn(move || {
        loop {
            if deque.lock().unwrap().len() > 0 {
                println!("Who' threre?");
                deque.lock().unwrap().pop_front();
            }
        }
    });

    let event1 = "Peter knock".to_string();
    deque.lock().unwrap().push_back(event1);
    println!("{:?}", deque);

    let event2 = "John knock".to_string();
    deque.lock().unwrap().push_back(event2);
    println!("{:?}", deque);
    handle.join().unwrap();
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.22s
Running `target/debug/parallel`
Mutex { data: [“Peter knock”], poisoned: false, .. }
Mutex { data: [“Peter knock”, “John knock”], poisoned: false, .. }
Who’ threre?
Who’ threre?

【Rust】nonblocking

asyncでなくてもtcpstreamができて、nonblockingの設定もできるみたい。ただ、動かし方がよくわからん…
https://doc.rust-lang.org/std/net/struct.TcpStream.html#method.set_nonblocking
https://doc.rust-lang.org/std/net/struct.TcpListener.html#method.set_nonblocking

TcpStreamは接続で、TcpListenerはbindって理解で合ってるかな?

use std::io::{self, Read};
use std::net::TcpStream;

fn main() {
    let mut stream = TcpStream::connect("127.0.0.1:7878");
        expect("Couldn't connect to the server");
    stream.set_nonblocking(true).expect("set_nonblocking call failed");

    let mut buf = vec![];

    loop {
        match stream.read_to_end(&mut buf) {
            Ok(_) => break,
            Err(ref e) if e.kind() == io::ErrorKind::WouldBlock => {
                wait_for_fd();
            }
            Err(e) => panic!("encountered IO error: {e}"),
        };
    };
    println!("bytes: {buf:?}");
}

【Rust】TcpListenerとSocket

TcpListener
https://docs.rs/tokio/latest/tokio/net/struct.TcpListener.html

TcpListnerは元々Asyncにラップされているから、シングルスレッドでは使えない。

use tokio::{
    io::{AsyncReadExt, AsyncWriteExt},
    net::TcpListener,
};

#[tokio::main]
async fn main() -> std::io::Result<()> {
    let addr = "0.0.0.0:8080";
    let listener = TcpListener::bind(addr).await?;

    loop {
        match listener.accept().await {
            Ok((mut socket, _)) => {
                let mut buf = Vec::with_capacity(4096);
                socket.read_buf(&mut buf).await?;

                let msg = String::from_utf8(buf).expect("failed to convert str");
                println!("{msg}");

                socket.write(msg.as_bytes()).await?;
            }
            Err(err) => {
                println!("{err:?}");
            }   
        };
    }
}

Compiling parallel v0.1.0 (/home/vagrant/dev/rust/parallel)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.74s
Running `target/debug/parallel`
GET / HTTP/1.1
Host: 192.168.33.10:8080
User-Agent: curl/7.81.0
Accept: */*

ncコマンドで接続できる
$ nc 192.168.33.10 8080
hello
hello

【Rust】2進数への変換と2進数から10進数への変換

11を2進数にすると、
11/2 = 5 余り1
5/2 = 2 余り1
2/2 = 1 余り0
1/2 = 0 余り1

余りを先頭に足していく[1101]が答えになる。
それをそのままコードに落とし込む。こういう処理はfor文よりもwhileの方が向いている。なお、基数の値は、2進数から3、4と変えてもきちんと計算できる。

fn main() {
    let mut result = String::new();

    let mut target = 11;
    static cardinal: u32 = 2;
    
    while target >= cardinal {
        let rest = target % cardinal;
        result = format!("{}{}", rest.to_string(), result); 
        target = target / cardinal;
    }
    result = format!("{}{}", target.to_string(), result); 
    println!("{}", result);
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.23s
Running `target/debug/rust`
1011

2進数から10進数への変換

fn main() {
    to_cardinal(2, 55);

}

fn from_cardinal(cardinal: u32, t: u32){
    let target:String = t.to_string();
    let digit = target.chars().count();

    let mut result = 0;

    for i in 0..digit {
        let base = cardinal.pow((digit - i - 1).try_into().unwrap());
        let s = target.chars().nth(i).unwrap();
        let num = s.to_digit(10).unwrap() * base;
        result = result + num;
    }
    println!("{}", result);
}

うーん、to_cardinalがなんか違うような気がする
なお、rustには基数変換のライブラリが多数ある模様

【Rust】Reader Writer Lock

use std::sync::RwLock の Read, Write
https://doc.rust-lang.org/stable/std/sync/struct.RwLock.html

概念は結構複雑なんだけど、なんかすげ〜簡単に書いてるな…

use std::sync::{Arc, RwLock};
use std::thread;

struct User {
    name: String,
    age: u32,
}

fn main() {

    let user = Arc::new(RwLock::new(User {
        name: String::from("Alice"),
        age: 30,
    }));

    let mut handles = vec![];

    for i in 0..10 {
        let data_clone = Arc::clone(&user);
        let handle = thread::spawn(move || {
            let shared = data_clone.read().unwrap();
            println!("読み取りスレッド {}: {}は{}です", i, shared.name, shared.age);
        });
        handles.push(handle);
    }

    for i in 0..5 {
        let data_clone = Arc::clone(&user);
        let handle = thread::spawn(move|| {
            let mut shared = data_clone.write().unwrap();
            shared.age += 1;
            shared.name = format!("Alice({})", i);
            println!("書き込みスレッド {}: カウンターを更新しました", i);            
        });
        handles.push(handle);
    }

    for handle in handles {
        handle.join().unwrap();
    }

    let final_state = user.read().unwrap();
    println!("最終状態: {} は{}歳です", final_state.name, final_state.age);
}

Compiling parallel v0.1.0 (/home/vagrant/dev/rust/parallel)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.37s
Running `target/debug/parallel`
読み取りスレッド 0: Aliceは30です
読み取りスレッド 4: Aliceは30です
読み取りスレッド 2: Aliceは30です
読み取りスレッド 5: Aliceは30です
書き込みスレッド 3: カウンターを更新しました
書き込みスレッド 4: カウンターを更新しました
書き込みスレッド 2: カウンターを更新しました
書き込みスレッド 1: カウンターを更新しました
書き込みスレッド 0: カウンターを更新しました
読み取りスレッド 1: Alice(0)は35です
読み取りスレッド 8: Alice(0)は35です
読み取りスレッド 9: Alice(0)は35です
読み取りスレッド 3: Alice(0)は35です
読み取りスレッド 7: Alice(0)は35です
読み取りスレッド 6: Alice(0)は35です
最終状態: Alice(0) は35歳です

【Rust】Producer, Consumer問題をRustで書いてみる…

スレッド自体はProducerとConsumerで同時に走ってるんだけど、なんか全然違うなぁ…

pub static SIZE: u32 = 5;
static slot: Mutex<Vec<i32>> = Mutex::new(Vec::new());

fn work() {
    for i in 0..10 {
        let producer_handle = thread::spawn(move || {
            if slot.lock().unwrap().len() < SIZE.try_into().unwrap() {
                slot.lock().unwrap().push(1);
                println!("Producer {} work: {:?}", i, slot);
                thread::sleep(Duration::from_millis(500));
            } else {
                for j in 0..5 {
                    if slot.lock().unwrap()[j] == 0 {
                        slot.lock().unwrap()[j] = 1;
                        println!("Producer {} work: {:?}", i, slot);
                        thread::sleep(Duration::from_millis(500));
                    } 
                }
            }
            
        });

        let consumer_handle = thread::spawn(move || {
            if slot.lock().unwrap().len() > 0 {
                if slot.lock().unwrap()[0] == 1 {
                    slot.lock().unwrap()[0] = 0;
                    thread::sleep(Duration::from_millis(700));
                    println!("Consumer {} work: {:?}", i, slot);
                } else if slot.lock().unwrap()[0] == 1 {
                    slot.lock().unwrap()[1] = 0;
                    thread::sleep(Duration::from_millis(700));
                    println!("Consumer {} work: {:?}", i, slot);
                }
            }
        });
        
        producer_handle.join().unwrap();
        consumer_handle.join().unwrap();
    }
}

fn main() {
    work();
    println!("{:?}", slot);
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.31s
Running `target/debug/parallel`
Producer 0 work: Mutex { data: [1], poisoned: false, .. }
Producer 1 work: Mutex { data: [0, 1], poisoned: false, .. }
Consumer 1 work: Mutex { data: [0, 1], poisoned: false, .. }
Producer 2 work: Mutex { data: [0, 1, 1], poisoned: false, .. }
Producer 3 work: Mutex { data: [0, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Producer 4 work: Mutex { data: [0, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Producer 5 work: Mutex { data: [0, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Consumer 5 work: Mutex { data: [0, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Producer 6 work: Mutex { data: [1, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Producer 7 work: Mutex { data: [1, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Consumer 7 work: Mutex { data: [1, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Producer 8 work: Mutex { data: [1, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Consumer 8 work: Mutex { data: [1, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Producer 9 work: Mutex { data: [1, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }
Consumer 9 work: Mutex { data: [1, 1, 1, 1, 1], poisoned: false, .. }

【Rust】vending machine(自販機)のプログラム

### 前準備
コンソールからの入力の受け取り

fn main() {
    println!("文字を入力してください:");

    let mut word = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut word).ok();
    let answer = word.trim().to_string();

    println!("{}", answer);
}

文字を入力してください:
aaa
aaa

### お札、硬貨の枚数も合わせて返却する。
Hashmapにinsertするところは関数化したい

use std::collections::HashMap;
use itertools::Itertools;

fn cash_change(mut change: u32) -> HashMap<u32, u32> {
    let mut change_map: HashMap<u32, u32> = HashMap::new();
    if change / 5000 > 0 {
        change_map.insert(5000, change/5000);
        change = change % 5000;
    }
    if change / 1000 > 0 {
        change_map.insert(1000, change/1000);
        change = change % 1000;
    }
    if change / 500 > 0 {
        change_map.insert(500, change/500);
        change = change % 500;
    }
    if change / 100 > 0 {
        change_map.insert(100, change/100);
        change = change % 100;
    }
    if change / 50 > 0 {
        change_map.insert(50, change/50);
        change = change % 50;
    }
    if change / 10 > 0 {
        change_map.insert(10, change/10);
        change = change % 10;
    }
    if change > 0 {
        change_map.insert(1, change);
    }
    change_map
}

fn main() {
    println!("投入する金額を入力してください:");

    let mut word = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut word).ok();
    let cash: u32 = word.trim().parse().expect("entered string was not a number");


    println!("商品の金額を入力してください:");
    let mut word = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut word).ok();
    let price: u32 = word.trim().parse().expect("entered string was not a number");

    println!("お釣りは[{}]です。", cash - price);
    let mut change_map = cash_change(cash - price);
    let mut v: Vec<_> = change_map.into_iter().collect();
    v.sort_by(|x,y| y.0.cmp(&x.0));
    println!("{:?}", v);
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.25s
Running `target/debug/rust`
投入する金額を入力してください:
1000
商品の金額を入力してください:
333
お釣りは[667]です。
[(500, 1), (100, 1), (50, 1), (10, 1), (1, 7)]

### もっと簡潔に

use std::collections::HashMap;
use itertools::Itertools;

fn cash_change(mut change: u32) -> HashMap<u32, u32> {
    let mut change_map: HashMap<u32, u32> = HashMap::new();
    let coin = vec![5000, 1000, 500, 100, 50, 10, 1];
    for i in coin {
        if change / i > 0 {
            change_map.insert(i, change/i);
            change = change % i;
        }
    }
    change_map
}

fn main() {
    println!("投入する金額を入力してください:");

    let mut word = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut word).ok();
    let cash: u32 = word.trim().parse().expect("entered string was not a number");


    println!("商品の金額を入力してください:");
    let mut word = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut word).ok();
    let price: u32 = word.trim().parse().expect("entered string was not a number");

    println!("お釣りは[{}]です。", cash - price);
    let mut change_map = cash_change(cash - price);
    let mut v: Vec<_> = change_map.into_iter().collect();
    v.sort_by(|x,y| y.0.cmp(&x.0));
    println!("{:?}", v);
}

Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.01s
Running `target/debug/rust`
投入する金額を入力してください:
3000
商品の金額を入力してください:
200
お釣りは[2800]です。
[(1000, 2), (500, 1), (100, 3)]

おおおおおおお、なるほど〜。同じ処理のところはイテレータにしてforループで回せば、より簡潔に書けますね。