課題1: Rustの設計思想の理解

マンダトリー要件

問題1：概念の理解（各2点、計10点）

以下の文が正しければ○、誤りであれば×で答え、×の場合は正しい説明を記述しなさい。

• Rustはガベージコレクションを使用してメモリ管理を行う。
• Rustの所有権システムにより、コンパイル時にメモリ安全性が保証される。
• Rustは常にC言語よりも高速である。
• Rustの学習曲線は他の言語より急である。
• Rustはnull参照が存在しない。

問題2：歴史の理解（15点）

以下の質問に答えなさい。

• Rustが誕生した背景（5点）

• Rustのタイムライン（5点）

• Rust作者について（5点）

問題3：設計思想の説明（25点）

• ゼロコスト抽象化（10点）

• Rustの3つの柱（15点）

問題4：言語比較（20点）

以下の表を埋めなさい（各1点）。

それぞれの言語について、以下の質問に答えなさい（各2点）：

• Rustが最適なユースケースを3つ挙げなさい。
• C/C++が依然として優位なユースケースを2つ挙げなさい。

問題5：コード理解（30点）

以下のC++とRustのコードを比較し、質問に答えなさい。

C++のコード：

std::vector<int> vec = {1, 2, 3};
int* ptr = &vec[0];
vec.push_back(4);
std::cout << *ptr;

Rustのコード：

let mut vec = vec![1, 2, 3];
let ptr = &vec[0];
vec.push(4);
println!("{}", ptr);

• C++の問題点（10点）

• Rustの解決（10点）

• 修正方法（10点）

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ボーナス課題

> ボーナス: 以下はオプションです。マンダトリー要件を完了してから挑戦してください。

ボーナス1：産業界での採用調査（10点）

以下の企業のRust採用事例を調査し、レポートを作成しなさい：

• Mozilla

• AWS

• Microsoft

提出形式：

• Markdown形式のレポート（1000文字以上）
• 参照したソースを明記すること

ボーナス2：性能ベンチマーク実験（10点）

以下の実験を行い、レポートを作成しなさい：

• 実装

推奨アルゴリズム： - フィボナッチ数列（再帰版と反復版） - 配列のソート - 文字列の検索

• 測定

• 分析

提出物：

• ソースコード（3言語分）
• ベンチマークスクリプト
• 結果レポート（グラフ付き）

ボーナス3：Rust vs Go vs Zig 比較レポート（10点）

Rust、Go、Zigの3言語について、以下の観点で比較レポートを作成しなさい：

• メモリ管理戦略

• 並行処理モデル

• エラーハンドリング

• 学習曲線と生産性

• エコシステム

提出形式：

• 2000文字以上のMarkdownレポート
• 実際にコードを書いて比較すること
• 個人的な意見だけでなく、客観的なデータも含めること

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評価基準

マンダトリー部分（80点）

項目	配点	評価ポイント
問題1：概念理解	10点	正確な○×判定と適切な訂正
問題2：歴史の理解	15点	重要な年代と出来事の把握
問題3：設計思想	25点	3つの柱の深い理解
問題4：言語比較	20点	各言語の特性の正確な把握
問題5：コード理解	30点	実践的な問題解決能力

ボーナス部分（20点）

項目	配点	評価ポイント
ボーナス1：産業界調査	10点	調査の深さと正確性
ボーナス2：性能実験	10点	実験の厳密性と考察の質
ボーナス3：3言語比較	10点	客観性と実践的な比較

注: ボーナスは最大20点まで加算されます。

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提出方法

ファイル構成

rust-foundations-01/
├── answers.md              # マンダトリー問題の回答
├── bonus1-report.md        # ボーナス1のレポート
├── bonus2/
│   ├── fibonacci.c
│   ├── fibonacci.rs
│   ├── fibonacci.py
│   ├── benchmark.sh
│   └── results.md
└── bonus3-comparison.md    # ボーナス3の比較レポート

提出期限

• マンダトリー：第1章学習後、1週間以内
• ボーナス：第3章修了時まで（余裕を持って取り組む）

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ヒント

問題3のヒント

ゼロコスト抽象化を理解するには：

• 高水準な記述が低水準にコンパイルされる仕組みを考える
• イテレータの例を理解する
• rustc --emit=asm でアセンブリを確認してみる

問題5のヒント

Rustで安全に実装する2つの方法：

• スコープを分ける（借用を先に終わらせる）
• インデックスを保存する代わりに値をクローンする

ボーナス2のヒント

ベンチマークツール：

• C: time コマンド、valgrind
• Rust: cargo bench、criterion
• Python: timeit モジュール

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学習の確認

この課題を通じて、以下を理解できたか確認してください：

• [ ] Rustが誕生した歴史的背景
• [ ] Rustの3つの柱（メモリ安全性、ゼロコスト抽象化、並行安全性）
• [ ] 所有権システムの基本概念
• [ ] 他の言語との比較とトレードオフ
• [ ] Rustが最適なユースケース
• [ ] 学習曲線とその価値

次の章では、実際にRustの開発環境を構築し、Cargoツールチェーンを学びます。