2022年01月05日
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パターン: C#のソースコードの表現力を更に上げるスパイス

Written By: 川俣 晶連絡先

この章のテーマ §

 C#のパターンについて学びます。C#のパターンは、なくてもソースコードは書けますが、あると表現力がアップする頼もしい味方です。

前提知識 §

Console.WriteLineメソッド, 文字列の基礎, 変数の基礎, 配列の基礎, 条件演算子, int型, string型, DateTime型, for文, foreach文, プロパティ, フィールド

解説 §

 C#には多くの種類のパターンがあります。いずれも「無くてもプログラムは書けるが、あるとソースコードが簡潔になる」という特徴を持ちます。

 サンプルソースを順を追って説明します。

 宣言パターンと型パターンの例は、"item is string message"という式で、itemの型がstring型か調べると同時に、変数messageを宣言し、もし条件を満たしていればitemの値を指定の型に変えてmessageに代入します。

 var パターンは、それに似ていますが、型を変換せずただ単に代入します。長い式で途中経過を保管する際に便利です。

 リレーショナル パターンは、switch式で特定の値ではなく、大小の指定を含めることを可能とします。

 論理パターン1は、特定の値がnullではないことを調べる際、"is not null"という表記を可能にします。

 論理パターン2は、switch式の条件にandやorのキーワードを付けることで複数条件を列挙できることを示します。

 プロパティ パターンは、オブジェクトが持つプロパティやフィールド値が指定の通りかを調べます。

  かっこで囲まれたパターンは、括弧で囲むことで評価の順番を変更できることを意味します。 かっこで囲まれた範囲が先に評価されます。

 他にもC#にはパターンがあり、バージョンアップするごとに増えています。興味のある人は他のどんなパターンがあるか調べてみましょう。

罠の数々 §

  • パターンはいずれも、基本機能をもっと短く書けるようにしたものなので、無理に覚える必要はない
  • しかし、ネットなどの各種サンプルソースを見るときにそこにひょいと出てくることがあるので、知っておいて損は無い
  • C#に慣れたら、パターンを使ってソースコードをより短くエレガントに書けないがチャレンジしてみよう

参考リンク §

パターン (C# リファレンス)

サンプルソース: patterns §

// 宣言パターンと型パターン

// string型の場合はToLowerメソッドで小文字にして出力

object?[] array = { "ONE", 2, 3, null };

foreach (var item in array)

{

    if (item is string message) Console.WriteLine(message.ToLower());

}

// var パターン

string a = "Hello!";

var x = a is var b;

Console.WriteLine($"a={a}");

Console.WriteLine($"b={b}");

Console.WriteLine($"x={x}");

// リレーショナル パターン

// 値が3ならヒットする

for (int i = 1; i < 6; i++)

{

    var r = i switch

    {

        < 3 => "小さすぎ",

        > 3 => "大きすぎ",

        3 => "ヒット",

    };

    Console.WriteLine($"{i}は{r}。");

};

// 論理パターン1

// nullは除外

foreach (var item in array)

{

    if (item is not null) Console.WriteLine(item);

}

// 論理パターン2

// 1より大きく4より小さい値だけヒット

for (int i = 0; i < 5; i++)

{

    Console.WriteLine(i switch

    {

        > 1 and < 4 => "ヒット",

        _ => "ヒットしない"

    });

}

// プロパティ パターン

// 2030年1月だけ捜す

DateTime[] dates =

{

    new DateTime(2030,1,2),

    new DateTime(2030,2,1),

    new DateTime(2031,1,1),

};

foreach (var item in dates)

{

    if (item is { Year: 2030, Month: 1 }) Console.WriteLine($"{item}: ヒット");

}

// かっこで囲まれたパターン

// long型の値123Lは32bit整数か? (違う。64bit整数だ)

// intは32bit符号付き整数、uintは32bit符号なし整数。特殊な型を除いて通常はこの2つが32bit整数

object v = 123L;

if (v is not (int or uint)) Console.WriteLine("32bit整数ではない");

実行結果 §

one

a=Hello!

b=Hello!

x=True

1は小さすぎ。

2は小さすぎ。

3はヒット。

4は大きすぎ。

5は大きすぎ。

ONE

2

3

ヒットしない

ヒットしない

ヒット

ヒット

ヒットしない

2030/01/02 0:00:00: ヒット

32bit整数ではない

リポジトリ §

https://github.com/autumn009/CSharpPrimer2

練習問題 §

 "item is string message"という式で宣言されたmessageという変数は、あとから別の値を代入して書き換えて良いのだろうか。

  1. ダメ。書き換えると変数値が想定と違うことになり、プログラムが異常動作する
  2. ダメ。書き換えは許されていない。書き換えようとするとコンパイラがエラーにする
  3. 良い。要するに変数宣言を式の中でやっているだけで、結果として産まれるのはただの変数である

[[解答]]

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