GoでEnum型を実装する方法

はじめに

列挙型は、名前付きの定数値を制限された定義済みセットとして表現するために一般的に使用されるデータ型です。列挙型では、各定数はenum値であり、すべての値は等しく一意です。

列挙型は通常、曜日、月、性別など、関連する定数のセットを表すために使用されます。他の言語（JavaやCなど）では、列挙型は組み込みです。ただし、Goには組み込みの列挙型がないため、同様のenum機能を実装するには他のアプローチを使用する必要があります。この記事では、「列挙型」を実装する方法を説明します。

Goにおける「列挙型」

列挙型の値は本質的に定数であるため、Goの定数を使用して同様のenum機能を実装できます。例：

const (
   Sunday    = 1
   Tuesday   = 2
   Wednesday = 3
   Thursday  = 4
   Friday    = 5
   Saturday  = 6
   Monday    = 7
)

この例では、constキーワードを使用して定数のグループを定義し、各定数の名前がenumを表し、その値が整数に対応します。

この例はenum型と同様の機能を果たしますが、安全性や制約など、真のenum型の特性がいくつか欠けています。これらの2つの問題に対処するために、カスタム型を使用して改善できます。

type WeekDay int

const (
   Sunday    WeekDay = 1
   Tuesday   WeekDay = 2
   Wednesday WeekDay = 3
   Thursday  WeekDay = 4
   Friday    WeekDay = 5
   Saturday  WeekDay = 6
   Monday    WeekDay = 7
)

改善された例では、曜日を表すカスタム型WeekDayを定義します。次に、constキーワードを使用して定数のグループを定義します。各定数には特定の値が割り当てられ、型強制とチェックのためにWeekDay型によって制約されます。これにより、enum値名を使用して特定の曜日を表すことができ、カスタム型であるため、コンパイラは型チェックを実行できるため、型安全性が向上します。

iotaを使用して列挙型を優雅に実装する

前の例から、複数のenum値が必要な場合、各enum定数に手動で値を割り当てるのは非常に面倒であることが簡単にわかります。この問題を解決するために、シーケンシャル整数値を生成するiota定数ジェネレーターを使用できます。 たとえば、iotaを使用してweekday enum型を定義できます。

type WeekDay int

const (
   Sunday WeekDay = iota
   Tuesday
   Wednesday
   Thursday
   Friday
   Saturday
   Monday
)

この例では、自動インクリメント定数ジェネレーターiotaを使用して、平日の列挙型を定義します。各enum値はWeekDay型の定数です。iotaの自動インクリメントルールにより、各enum値は自動的にインクリメントされ、一連の連続する整数値を生成します。

カスタムEnumへのメソッドの追加

type WeekDay int

const (
   Sunday WeekDay = iota
   Tuesday
   Wednesday
   Thursday
   Friday
   Saturday
   Monday
)

実装された「enum型」を、Javaなどの他の言語のenumにより近いものにするために、メソッドを追加できます。

Name()

enum値の名前を返します。

// Name returns the name of the enum value
func (w WeekDay) Name() string {
   if w < Sunday || w > Monday {
      return "Unknown"
   }
   return [...]string{"Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"}[w]
}

Original

enum型内のenum値の位置を返します。

// Original: Since enum values in this type are essentially integer constants,
// we can directly use the enum value as its index.
func (w WeekDay) Original() int {
   return int(w)
}

String()

書式設定された出力のためにStringメソッドを実装します。

// Converts the enum value to a string for easy output
func (w WeekDay) String() string {
   return w.Name()
}

Values()

すべてのenum値を含むスライスを返します。

// Values returns a slice containing all enum values
func Values() []WeekDay {
   return []WeekDay{Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday}
}

ValueOf()

名前に基づいて対応するenum値を返します。

// ValueOf uses a switch statement to return the corresponding enum value based on the name
func ValueOf(name string) (WeekDay, error) {
   switch name {
   case "Sunday":
      return Sunday, nil
   case "Monday":
      return Monday, nil
   case "Tuesday":
      return Tuesday, nil
   case "Wednesday":
      return Wednesday, nil
   case "Thursday":
      return Thursday, nil
   case "Friday":
      return Friday, nil
   case "Saturday":
      return Saturday, nil
   default:
      return 0, fmt.Errorf("invalid WeekDay name: %s", name)
   }
}

まとめ

日々の開発では、列挙型は非常によく使用されます。Goには組み込みのenum型はありませんが、同様の「enum型」を自分で実装することを妨げるものではありません。実装するときは、型の制約と安全性の問題を考慮する必要があります。

enumのような機能を実装する方法はたくさんあります。この記事では、カスタム型を使用したアプローチを紹介しました。コアアイデアを理解すると、構造体またはその他の手法を使用して同様のenum機能を実装することもできます。

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