Лабораторна робота № 6. Структури і перелічення без null

Мета

Навчитися моделювати предметну область через struct та enum, писати методи (impl), використовувати вичерпне зіставлення зі зразком (match) і застосовувати Option у вкладених структурах так, щоб некоректний або відсутній стан був неможливий на рівні типів.

enum GuardState { Idle, Alert { level: u8 }, Locked(String) }

Обладнання та програмне забезпечення

• Codespaces / devcontainer курсу з Rust toolchain
• Наданий стартовий каркас starter/ з описом предметної області "охоронні вузли ТехНови"

Порядок виконання

1. Відкрити стартовий каркас, ознайомитися з описом предметної області в starter/README.md.
2. Визначити enum NodeState з варіантами, що покривають усі реальні стани охоронного вузла (наприклад: неактивний, активний з рівнем тривоги, заблокований з кодом). Зібрати проєкт.
3. Написати struct GuardNode, що містить ідентифікатор і поле типу NodeState.
4. Реалізувати функцію виведення стану без null/Option для базових полів — переконатися, що cargo build проходить і cargo test для базових тестів проходить.
5. (Рівень 2) У блоці impl GuardNode реалізувати методи безпечного переходу між станами (наприклад, fn escalate(&mut self)), що коректно обробляють усі варіанти через match.
6. (Рівень 3) Додати вкладену структуру (наприклад, показники сенсора) типу Option<Sensor> усередині GuardNode і реалізувати функцію, яка безпечно дістає значення з кількох рівнів вкладеності Option, не використовуючи unwrap() без перевірки.

Завдання за рівнями

// Погано: незалежні поля дозволяють логічно безглузді комбінації
struct NodeBad {
    active: bool,
    alert_level: Option<u8>,
    locked: bool,
    lock_code: Option<String>,
}

// Добре: enum виключає безглузді комбінації на рівні типів
enum NodeState { Idle, Alert(u8), Locked(String) }

struct GuardNode { id: String, state: NodeState }

fn describe(node: &GuardNode) -> String {
    match &node.state {
        NodeState::Idle => format!("Вузол {} неактивний.", node.id),
        NodeState::Alert(level) => format!("Вузол {} у тривозі, рівень {level}.", node.id),
        NodeState::Locked(code) => format!("Вузол {} заблокований, код {code}.", node.id),
    }
}

impl GuardNode {
    fn escalate(&mut self) {
        self.state = match &self.state {
            NodeState::Idle => NodeState::Alert(10),
            NodeState::Alert(level) => NodeState::Alert((*level + 20).min(100)),
            NodeState::Locked(code) => NodeState::Locked(code.clone()),
        };
    }
}

cargo build --manifest-path enemy_architecture/Cargo.toml
cargo test --manifest-path enemy_architecture/Cargo.toml

Парні теми СРС

• Рівень 2: srs11 — Алгебраїчні типи даних і вичерпне зіставлення зі зразком (match)
• Рівень 3: srs12 — Патерн «зробити некоректний стан непредставним»

Критерії оцінювання та форма звіту

Студент здає лабораторну тегом submit/lab06. Автотести рівня 1 (autograder/) перевіряють: проєкт збирається, enum NodeState містить принаймні три різні варіанти (перевірка через компіляцію тестового коду, що зіставляє зі зразком усі три), базові юніт-тести на створення й виведення стану вузла проходять.

Для рівня 2 автотести перевіряють, що методи impl GuardNode коректно обробляють переходи між усіма варіантами NodeState (тестуються через послідовні виклики й перевірку кінцевого стану). Захист рівня 2 — усне пояснення, чому обраний саме такий набір станів і чому їх достатньо для опису предметної області.

Рівень 3 оцінюється вручну: перевіряється наявність вкладеного Option, відсутність панічних unwrap() без обробки в основній логіці (лише в тестах допустимо), і коректність обробки випадку "дані відсутні на будь-якому з рівнів вкладеності".

Форма звіту: короткий опис реалізації (3–5 речень) з обґрунтуванням вибору варіантів NodeState, скріншот терміналу із зеленим cargo test, для рівня 2 — опис кожного методу переходу, для рівня 3 — фрагмент коду з обробкою вкладеного Option і коментарем, який граничний випадок він покриває.