Rustの借用（Borrowing）と参照を完全ガイド！所有権を移動させずにデータを扱う方法
生徒
「Rustの所有権は分かりましたが、関数に値を渡すたびに元の変数が使えなくなる（ムーブする）のは、すごく不便じゃないですか？」
先生
「確かに毎回所有権を移動させていたら大変ですよね。そこで登場するのが、今回のテーマである借用（Borrowing）と参照です。」
生徒
「借用……つまり、所有権は持ったまま、一時的に貸し出すということですか？」
先生
「その通り！データをコピーしたり移動させたりせずに、他の場所から中身を見たり書き換えたりできる仕組みです。これこそがRustを使いこなすための最重要ステップですよ。」
1. Rustの借用（Borrowing）とは？
Rustの借用（Borrowing）とは、値の所有権を移動させずに、その値への参照（リファレンス）を作成して利用することを指します。現実世界で例えるなら、本そのものを相手にあげてしまうのが「ムーブ（所有権の移動）」であり、本を貸して読んでもらうのが「借用」です。借りた人は読み終わったら本を返さなければなりませんが、持ち主（所有者）は変わっていません。
この仕組みにより、メモリ効率が劇的に向上します。巨大なデータ構造や長い文字列を関数に渡す際、データを物理的に複製（コピー）したり、元の場所で使えなくしたりすることなく、安全に共有できるからです。Rustコンパイラは、貸し出したデータが返却される前に、元のデータが破棄されないかを厳格にチェックします。これが「メモリ安全」を保証する強力な盾となります。
2. 参照の基本記号アンパサンドの使い方
借用を行うには、変数名の前に &（アンパサンド）を付けます。これを「参照」と呼びます。参照はそれ自体が所有権を持たないため、参照を定義しても元のデータがムーブすることはありません。参照はあくまで「データがメモリ上のどこにあるか」という住所情報を指し示しているに過ぎません。
参照を使用する側の関数の引数も、型名の前に & を付ける必要があります。例えば String 型のデータを参照で受け取るなら &String と記述します。これにより、関数が終了しても所有権は呼び出し元に残ったままとなり、関数呼び出しの後でも元の変数を引き続き利用することが可能になります。
fn main() {
let s1 = String::from("Rustの借用");
// &s1 とすることで所有権を渡さずに「参照」を渡す
let len = calculate_length(&s1);
// 所有権は移動していないので、ここで s1 を使っても大丈夫！
println!("文字列「{}」の長さは {} です。", s1, len);
}
fn calculate_length(s: &String) -> usize {
s.len() // 参照を通して値を利用する
}
3. 不変の参照と可変の参照の違い
Rustの参照には二つの種類があります。一つは「不変の参照（Immutable Reference）」で、もう一つは「可変の参照（Mutable Reference）」です。デフォルトは不変の参照であり、これはデータの読み取りはできますが、中身を書き換えることはできません。複数の場所で同時に読み取りたい場合に適しています。
一方で、参照先の中身を書き換えたい場合は、可変の参照を使用します。これには &mut という記号を使います。ただし、可変の参照を作るためには、元の変数自体が mut（ミュータブル）として宣言されている必要があります。貸し出す側も借りる側も「これは書き換えるための貸し出しですよ」と明示する必要があるわけです。この明示性が、バグの混入を防ぐRustの哲学を体現しています。
fn main() {
let mut message = String::from("Hello");
// &mut を使って可変の参照を渡す
change_message(&mut message);
println!("変更後のメッセージ: {}", message);
}
fn change_message(s: &mut String) {
s.push_str(", World!"); // 参照先のデータを書き換える
}
4. 借用ルールの鉄則とデータ競合の防止
Rustの借用には、非常に厳格な「借用チェッカー（Borrow Checker）」という番人が存在します。この番人が守っているルールは二つだけですが、これがデータ競合を完全に防いでいます。第一のルールは「あるデータに対して、不変の参照はいくつでも作れる」ということです。読み取るだけなら、何人で見ても安全だからです。
第二のルールが重要です。「あるデータに対して、可変の参照は同時に一つしか作れない」という制約です。さらに、可変の参照がある間は、不変の参照も一切作れません。誰かがデータを書き換えている最中に他の人が読んだり、二人が同時に書き換えたりすると、データが壊れてしまう可能性があるからです。この制限をコンパイル時に強制することで、Rustは実行時の速度を落とさずに並行処理の安全性を確保しています。
5. 参照のスコープと生存期間の管理
参照を使う上で避けて通れないのが「寿命（ライフタイム）」の概念です。参照は、指し示している元のデータ（所有者）よりも長く生き残ることはできません。もし所有者が先に消えてしまったのに、参照だけが残っていると、存在しないメモリを指してしまう「ダングリングポインタ」という危険な状態になります。
Rustのコンパイラは、すべての参照の有効範囲を追跡しています。波括弧 {} で囲まれたスコープを抜ける際、所有者が破棄されるタイミングを参照の利用箇所と比較し、安全性が保たれていない場合は容赦なくコンパイルエラーを出します。一見厳しく感じますが、これはプログラムが実行中にクラッシュするのを未然に防いでくれる非常に親切な機能なのです。
fn main() {
let r;
{
let x = 5;
r = &x; // x の参照を r に入れる
} // ここで x はスコープを抜け、破棄される
// println!("r: {}", r);
// 上の行を有効にするとエラー！x が消えた後の参照は使えません
}
6. 関数における参照の引数と戻り値
関数の引数に参照を使うのはRustの日常的な光景ですが、戻り値として参照を返す場合には注意が必要です。関数の中で新しく作った変数の参照を返そうとすると、関数が終了した時点でその変数は消えてしまうため、返された参照は「無効な場所」を指すことになります。
基本的には、引数として受け取った参照をそのまま返すか、あるいは所有権そのものを返す（ムーブする）かのどちらかになります。Rustを始めたばかりの頃に「戻り値のライフタイムが不明です」というエラーに遭遇するのは、この参照の生存期間の矛盾をコンパイラが見抜いているからです。参照を返すときは、常に「その実体はどこにあるのか」を意識することが大切です。
7. スライスという特殊な参照の利便性
借用の一種として、配列や文字列の一部を指し示す「スライス（Slice）」があります。これはデータの全体ではなく、連続した一部分だけを効率的に扱うための参照です。例えば、長い文章の中から最初の単語だけを抜き出したいときに、新しいメモリを確保して文字をコピーするのではなく、元の文字列の「ここからここまで」という範囲だけを指す参照を作ります。
スライスも参照の一種なので、所有権を持ちません。そのため非常に軽量であり、文字列を扱う関数では &String よりも &str（文字列スライス）を引数に使うのが一般的です。これにより、String 型だけでなく、プログラムに直接書いた文字列リテラルも同じ関数で扱えるようになり、柔軟性が増します。
fn main() {
let s = String::from("Rust Programming");
// 文字列の一部をスライスとして借用する
let rust = &s[0..4];
let prog = &s[5..16];
println!("切り出し1: {}", rust);
println!("切り出し2: {}", prog);
}
8. 参照の参照とポインタの深み
学習が進むと、参照の参照（ &&T ）といった複雑な形式を目にすることがあります。これはポインタがポインタを指している状態ですが、Rustでは「参照の自動解法（Deref Coercion）」という仕組みのおかげで、多くの場合、通常の参照と同じように扱うことができます。
しかし、内部的にはメモリのアドレスを辿っていることを忘れてはいけません。Rustの参照は、C言語のポインタと似ていますが、「必ず有効な値を指している」「nullにならない」「メモリ安全が保証されている」という三つの大きな違いがあります。この「安全なポインタ」こそが、Rustが高性能でありながらバグに強い最大の理由なのです。基礎的な参照をマスターすれば、こうした複雑なポインタ操作も怖くなくなります。
9. なぜRustはここまで借用に厳しいのか
他のプログラミング言語では、複数の場所から自由にデータを書き換えられるものが多いです。しかし、その自由さが原因で、ある場所でデータを変更したことが別の場所で予期せぬ不具合を引き起こす「副作用」に悩まされてきました。特に大規模なシステムや、複数の処理を同時に動かすプログラムでは、この問題は致命的です。
Rustが借用ルールを強制するのは、開発者を苦しめるためではなく、「データの流れを一方向、あるいは一箇所に限定する」ためです。どこで誰がデータを変更しているかがコードの構造から一目で分かるようになれば、テストもメンテナンスも格段に楽になります。借用ルールの厳しさは、将来の自分やチームメンバーへの「優しさ」でもあるのです。
10. 借用をマスターするための練習ステップ
最後に、借用をスムーズに習得するためのコツを紹介します。まずは、すべての引数を & を付けた不変の参照で渡すことから始めてみましょう。コンパイルエラーが出たら、エラーメッセージをよく読んでください。Rustのエラーメッセージは非常に優秀で、「ここで可変の参照が必要です」「ここで所有権が移動してしまっています」と具体的に教えてくれます。
次に、どうしても書き換えが必要な場所だけ &mut を導入します。さらに、スライスを使ってデータの一部を切り出す練習をすれば、Rustのメモリ管理の感覚が身についてきます。所有権と借用は、最初はパズルのように感じるかもしれませんが、一度理解してしまえば、これほど心強い味方はありません。安全で高速なコードを書く楽しみを、ぜひ借用を通じて体感してください！
Rustの借用と参照、いかがでしたか？所有権を奪わずに、かしこくデータを使い回す。この感覚を掴むことが、Rustacean（Rust開発者）への第一歩です。次は、さらに高度な「ライフタイムの明示」や「スマートポインタ」の世界が待っています。一歩ずつ、楽しみながら学習を進めていきましょう！
