C Sharp

C#

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パラダイム	構造こうぞう化かプログラミング、命令めいれい型がたプログラミング、オブジェクト指向しこうプログラミング、イベント駆動くどう型がたプログラミング、関数かんすう型がたプログラミング、ジェネリックプログラミング、リフレクション、クラスベース、正格せいかくプログラミング、マルチパラダイムプログラミング
登場とうじょう時期じき	2000年ねん (2000)
設計せっけい者しゃ	マイクロソフト（アンダース・ヘルスバーグ率ひきいるチーム）
開発かいはつ者しゃ	マイクロソフト
最新さいしんリリース	12.0/ 2023年ねん11月14日にち (2023-11-14)
型付かたつけ	強つよい静的せいてき型付かたつけ（4.0から動的どうてき型がた導入どうにゅう）
主おもな処理しょり系けい	CLR, Mono
影響えいきょうを受うけた言語げんご	C++、C言語げんご、Java、Delphi、Modula-3、Cωおめが、Eiffel、F Sharp、Haskell、Icon、J Sharp、Microsoft Visual J++、Object Pascal、Rust、ML、Visual Basic
影響えいきょうを与あたえた言語げんご	D言語げんご, F#, Java, Nemerle, Vala, TypeScript
プラットフォーム	Windows, macOS, Linuxなど
ライセンス	Apacheライセンス (Roslyn)
ウェブサイト	docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/csharp/
拡張子かくちょうし	cs、csx

C#（シーシャープ）は、マイクロソフトが開発かいはつした、汎用はんようのマルチパラダイムプログラミング言語げんごである。C#は、Javaに似にた構文こうぶんを持もち、C++に比くらべて扱あつかいやすく、プログラムの記述きじゅつ量りょうも少すくなくて済すむ。また、C#は、Windowsの.NET Framework上うえで動作どうさすることを前提ぜんていとして開発かいはつされた言語げんごであるが、2023年ねん現在げんざいはクロスプラットフォームな.NETランタイム上じょうで動作どうさする。

デスクトップ・モバイルを含ふくむアプリケーション開発かいはつや、ASP.NETをはじめとするWebサービスの開発かいはつフレームワーク、ゲームエンジンのUnityでの採用さいよう事例じれいなどもある。

マルチパラダイムをサポートする汎用はんよう高だかレベルプログラミング言語げんごで、静的せいてき型付かたつけ、タイプセーフ、スコープ、命令めいれい型がた、宣言せんげん型がた、関数かんすう型がた、汎用はんよう型がた、オブジェクト指向しこう（クラスベース）、コンポーネント指向しこうのプログラミング分野ぶんやを含ふくんでいる。

共通きょうつう言語げんご基盤きばん (CLI) といった周辺しゅうへん技術ぎじゅつも含ふくめ、マイクロソフトのフレームワークである「.NET」の一部いちぶである。また、以前いぜんのVisual J++で「非ひ互換ごかんなJava」をJavaに持もち込こもうとしたマイクロソフトとは異ことなり、その多おおくの仕様しようを積極せっきょく的てきに公開こうかいし、標準ひょうじゅん化か機構きこうに託たくして自由じゆうな利用りようを許ゆるす (ECMA-334,ISO/IEC 23270:2003,JIS X 3015) など、同社どうしゃの姿勢しせいの変化へんかがあらわれている。

設計せっけいはデンマークのアンダース・ヘルスバーグによる。

構文こうぶんはC系けい言語げんご(C,C++など)の影響えいきょうを受うけており、その他たの要素ようそには以前いぜんヘルスバーグが所属しょぞくしていたボーランド設計せっけいのDelphiの影響えいきょうが見受みうけられる。また、主要しゅよう言語げんごへのasync/await構文こうぶんや、ヘルスバーグが言語げんご設計せっけいに関かかわるTypeScriptでのジェネリクス採用さいようなど、他た言語げんごへの影響えいきょうも見みられる。

概要がいよう

開発かいはつにはボーランドのTurbo PascalやDelphiを開発かいはつしたアンダース・ヘルスバーグを筆頭ひっとうとして多数たすうのDelphi開発かいはつ陣じんが参加さんかしている。

C#は共通きょうつう言語げんご基盤きばん（共通きょうつう言語げんごランタイムなど）が解釈かいしゃくする共通きょうつう中ちゅう間あいだ言語げんごにコンパイルされて実行じっこうされる。

自動じどうボックス化か、デリゲート、 プロパティ、インデクサ、カスタム属性ぞくせい、ポインタ演算えんざん操作そうさ、構造こうぞう体たい（値ね型がたオブジェクト）、多次元たじげん配列はいれつ、可変長かへんちょう引数ひきすう、async/await構文こうぶん、null安全あんぜん、などの機能きのうを持もつ。また、Javaと同様どうように大だい規模きぼライブラリ、プロセッサ・アーキテクチャに依存いぞんしない実行じっこう形態けいたい、ガベージコレクション、JITコンパイルによる実行じっこうの高速こうそく化か、AOTコンパイラによる高速こうそく実行じっこう、などが実現じつげんされている（もっともこれらはC#の機能きのうというより.NET によるものである）。

.NET構想こうそうにおける中心ちゅうしん的てきな開発かいはつ言語げんごであり、XML WebサービスやASP.NETの記述きじゅつにも使用しようされる。他たの.NET系けいの言語げんごでも記述きじゅつ可能かのうだが、.NET APIはC#からの利用りようを第だい一いちに想定そうていされており、他たの.NET系けい言語げんご（特とくに2023年ねん以降いこう新しん構文こうぶんの追加ついかなしと宣言せんげんされたVB.NET）では利用りようできない、あるいは将来しょうらい的てきに利用りようできなくなる機能きのうが存在そんざいする。

マイクロソフトの統合とうごう開発かいはつ環境かんきょう(Microsoft Visual Studio)では、Microsoft Visual C#がC#に対応たいおうしている。また、Visual Studio Codeに専用せんようのC#向むけ拡張かくちょう（C# DevKit）を導入どうにゅうすることでクロスプラットフォームで開発かいはつすることが可能かのう。

共通きょうつう言語げんご仕様しようのCLSによって、他たのCLS準拠じゅんきょの言語げんご（F#やVisual Basic .NETやVisual C++ (C++/CLI) など）と相互そうごに連携れんけいすることができる。

バージョンおよびリリース時期じき

バージョン	言語げんご仕様しよう			リリース時期じき	.NET	Visual Studio
	ECMA	ISO/IEC	マイクロソフト
1.0	ECMA-334:2003 (2002年ねん12月がつ)	ISO/IEC 23270:2003 (2003年ねん4月がつ)	2002年ねん1月がつ	2002年ねん1月がつ	.NET Framework 1.0	.NET (2002)
1.1 1.2			2003年ねん10月がつ	2003年ねん4月がつ	.NET Framework 1.1	.NET 2003
2.0	ECMA-334:2006 (2006年ねん6月がつ)	ISO/IEC 23270:2006 (2006年ねん9月がつ)	2005年ねん9月がつ	2005年ねん11月	.NET Framework 2.0 .NET Framework 3.0	2005
3.0	—	—	2007年ねん8月がつ	2007年ねん11月	.NET Framework 2.0 .NET Framework 3.0 .NET Framework 3.5	2008
4.0	—	—	2010年ねん4月がつ	2010年ねん4月がつ	.NET Framework 4	2010
5.0	ECMA-334:2017 (2017年ねん12月がつ)	ISO/IEC 23270:2018 (2018年ねん12月がつ)	2013年ねん6月がつ	2012年ねん8月がつ	.NET Framework 4.5	2012 2013
6.0	ECMA-334:2022 (2022年ねん6月がつ)	—	Draft	2015年ねん7月がつ	.NET Framework 4.6 .NET Core 1.0 .NET Core 1.1	2015
7.0	ECMA-334:2023 (2023年ねん12月がつ)	ISO/IEC 20619:2023 (2023年ねん9月がつ)	—	2017年ねん3月がつ	.NET Framework 4.7	2017 version 15.0
7.1	—	—	—	2017年ねん8月がつ	.NET Core 2.0	2017 version 15.3
7.2	—	—	—	2017年ねん11月	.NET Core 2.0	2017 version 15.5
7.3	—	—	—	2018年ねん5月がつ	.NET Core 2.1 .NET Core 2.2 .NET Framework 4.8	2017 version 15.7
8.0	—	—	—	2019年ねん9月がつ	.NET Core 3.0 .NET Core 3.1	2019 version 16.3
9.0	—	—	—	2020年ねん11月	.NET 5.0	2019 version 16.8
10.0	—	—	Proposal	2021年ねん12月	.NET 6.0 .NET 6.0.1	2022 version 17.0
11.0	—	—	C# feature specifications	2022年ねん11月	.NET 7.0	2022 version 17.4
12.0	—	—	C# feature specifications	2023年ねん11月	.NET 8.0	2022 version 17.8

言語げんご仕様しよう

さまざまな意味いみにおいて、基盤きばんであるCLIの機能きのうをもっとも反映はんえいしている言語げんごであるといえる。C#にある組くみ込こみ型がたのほとんどは、CLIフレームワークに実装じっそうされている値ね型がたと対応たいおうしている。

しかし、C#の言語げんご仕様しようはコンパイラのコード生成せいせいについては何なにも言及げんきゅうしていないため、CLRに対応たいおうしなければならないとか、共通きょうつう中ちゅう間あいだ言語げんご (CIL) などの特定とくていのフォーマットのコードを生成せいせいしなければならないとかいうことは述のべられていない。

そのため、理論りろん的てきにはC++やFORTRANのように環境かんきょう依存いぞんのマシン語ごを生成せいせいすることも可能かのうである。しかし、現在げんざい存在そんざいするすべてのC#コンパイラはCLIをターゲットにしている。

.NET 7.0以降いこうで可能かのうになった事前じぜんコンパイルの一種いっしゅである「Native AOT」でデプロイすることで実行じっこう可能かのうな環境かんきょう依存いぞんのバイナリを出力しゅつりょくすることが可能かのうである。しかしながらこの手法しゅほうもCLIとランタイムを事前じぜんに各かくアーキテクチャ向むけのバイナリに変換へんかんしているだけであり、CLIを経由けいゆすることに変かわりはない。

特殊とくしゅな例れいとしては、UnityのScripting Backendである「IL2CPP」や「Burst」がある。 IL2CPPはC#をコンパイルしたCILをさらにC++コードへと変換へんかん後ご、ネイティブバイナリへC++コンパイラによってコンパイルされる。BurstはC#をコンパイルしたCILをLLVMコンパイラによってネイティブバイナリへコンパイルするものである。

Hello World

C#のHello Worldは以下いかの通とおりである。1行ぎょうでの記述きじゅつが可能かのう。

Console.WriteLine("Hello World!");

あえて冗長じょうちょうに記載きさいすると下記かきの様ようになる。

using System;

namespace Wikipedia
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");
        }
    }
}

このコードは問題もんだいなくコンパイルが通とおるが、以下いかのような冗長じょうちょうな記述きじゅつが含ふくまれる。

• 不要ふようなusing
• 省略しょうりゃく可能かのうなnamespace("Wikipedia")の宣言せんげん
• 省略しょうりゃく可能かのうなclass("Program")の宣言せんげん
• 省略しょうりゃく可能かのうなエントリーポイント関数かんすう(Main)の宣言せんげん

CやC++からの改良かいりょう点てん

C#では、CやC++と比較ひかくしてさまざまな制限せいげんや改良かいりょうが加くわえられている。また、仕様しようの多おおくはC#言語げんごというよりは、基盤きばんである .NET そのものに依拠いきょしている。Javaで導入どうにゅうされた制限せいげんおよび改良かいりょうをC#でも同様どうように採用さいようしているものが多おおいが、C#で新あらたに導入どうにゅうされた改良かいりょうがのちにJavaにも同様どうように採用さいようされたものもある。その例れいを次つぎに挙あげる。

構文こうぶんや構文こうぶん以外いがいの改良かいりょう点てん

• 外そとのブロックで宣言せんげんした変数へんすうと同おなじ名前なまえの変数へんすうを、内うちのブロックで再さい宣言せんげん（シャドウ）してはいけない。再さい宣言せんげんは便利べんりなこともあれば、混乱こんらんや曖昧あいまいのもとと主張しゅちょうされることもあるが、C#では禁止きんしされている。
• C#にはブール型がたboolが存在そんざいし、while文ぶんやif文ぶんのように条件じょうけんをとるステートメントには、bool型かたの式しきを与あたえなければならない。C言語げんごでは、ブール型がたが無なくint型かた（0を偽にせとし、非ひ0を真しんとする）に兼用けんようさせた上うえ、（ヌルポインタを偽にせとみなすこととするといろいろと便利べんりだった、ということもあり）ポインタでもwhile文ぶんやif文ぶんに与あたえる式しきにできる、という仕様しようとしていた。これは便利べんりなこともあったが、本来ほんらい比較ひかく式しきを記述きじゅつすべきところで誤あやまって代入だいにゅう式しきを記述きじゅつしてもコンパイル適合てきごうとなってしまうなど、ミスが見逃みのがされることもあった。C#ではミスを防止ぼうしするために、そのような仕様しようではなくブール型がたを独立どくりつさせ、またブール型がたを厳密げんみつに要求ようきゅうする場所ばしょを多おおくしている。
• switch文ぶんに整数せいすう型がたあるいは整数せいすう型がたに準じゅんずる型かたのみならず、文字もじ列れつ型がたstringを使用しようできる。caseラベルには、整数せいすう型がたあるいは整数せいすう型がたに準じゅんずる型かたの定数ていすうのみならず、文字もじ列れつリテラル（文字もじ列れつ定数ていすう）を使用しようできる。
  • C# 7.0 以降いこうでは caseラベルに複雑ふくざつなパターンマッチングを行おこなうことが可能かのうで複雑ふくざつな判定はんていを簡易かんいな記述きじゅつで記載きさいが可能かのう。
• 組くみ込こみ型がたのサイズおよび内部ないぶ表現ひょうげんが仕様しようで定さだめられており、プラットフォームや処理しょり系けいに依存いぞんしない。浮動ふどう小数点しょうすうてん数すうはIEEE 754に準拠じゅんきょする。文字もじおよび文字もじ列れつはUTF-16エンコーディングを採用さいようする。
  • C# 9.0以降いこうでは CPUによってサイズの異ことなる整数せいすう型がた nint/nuintが追加ついかされた
  • C# 11.0 以降いこうでは文字もじ列れつをUTF-8として扱あつかう「UTF-8文字もじ列れつリテラル」が追加ついかされた

ポインタとメモリ管理かんり

• ポインタをサポートする。ポインタはunsafeスコープ内ないのみで使用しようすることができ、適切てきせつな権限けんげんをもつプログラムのみがunsafeとマークされたコードを実行じっこうすることができる。オブジェクトへのアクセスの大だい部分ぶぶんは管理かんりされた安全あんぜんな参照さんしょうによってなされ、大だい部分ぶぶんの算術さんじゅつ演算えんざんはオーバフローのチェックがなされる。unsafeポインタは値ね型がたや文字もじ列れつを指さすことができる。セーフコードでは、必かならずしもそうする必要ひつようはないものの、IntPtr型かたを通とおしてポインタをやりとりすることができる。
• マネージドなメモリを明示めいじ的てきに解放かいほうする方法ほうほうは存在そんざいせず、参照さんしょうされなくなったメモリはガベージコレクタによって自動的じどうてきに解放かいほうされる。ガベージコレクタは、メモリの解放かいほう忘わすれによって起おこるメモリリークを解消かいしょうする。C#は、データベース接続せつぞくのようなアンマネージドなリソースに対たいしても明示めいじ的てきに制御せいぎょする方法ほうほうを提供ていきょうしている。これはIDisposableインタフェースとusingステートメントまたはusing宣言せんげんによってなされる。

名前なまえ空間くうかんとオブジェクト指向しこうな型かたシステム

• グローバル変数へんすうやグローバルメソッドは存在そんざいしない。すべてのフィールドとメソッドはクラスあるいは構造こうぞう体たいの一部いちぶとして宣言せんげんされなければならない。

例たとえばC/C++のprintf()関数かんすうのように名前なまえ空間くうかんレベルに存在そんざいするフリー関数かんすうを定義ていぎすることはできない。ほとんどの場合ばあいクラスおよび構造こうぞう体たいは名前なまえの衝突しょうとつを避さけるために名前なまえ空間くうかんに所属しょぞくする。

• 名前なまえ空間くうかんは階層かいそう構造こうぞうをもつ。つまり、名前なまえ空間くうかんは他たの名前なまえ空間くうかんの中なかに宣言せんげんすることができる。
• 組くみ込こみの値ね型がたを含ふくめたすべての型かたは、objectクラス (System.Object) の派生はせい型がたである。つまりobjectクラスのもつすべてのプロパティやメソッドを継承けいしょうする。例たとえば、すべての型かたはToString()メソッドをもつ。
• クラス (class) は参照さんしょう型がたであり、構造こうぞう体たい (struct) および列挙れっきょ型がた (enum) は値ね型がたである。構造こうぞう体たいはクラスよりも軽量けいりょうで、C/C++との相互そうご運用うんよう性せいに優すぐれるが、派生はせい型がたを定義ていぎすることができない。
• クラスおよび構造こうぞう体たいは複数ふくすうのインタフェースを実装じっそうすることができるが、多重たじゅう継承けいしょうはサポートされない。
• C#はC++に比くらべて型かた安全あんぜんである。既定きていの暗黙あんもく変換へんかんは、整数せいすうの範囲はんいを広ひろげる変換へんかんや、派生はせいクラスから基底きていクラスへの変換へんかんといった、安全あんぜんな変換へんかんのみに限定げんていされる。これは、コンパイル時じ、JITコンパイル時とき、そして一部いちぶの動的どうてきなケースでは実行じっこう時じに強制きょうせいされる。ブール型がたと整数せいすう型がた、列挙れっきょ型がたと整数せいすう型がた、の間あいだは暗黙あんもく変換へんかんはできない。暗黙あんもく変換へんかんをユーザー定義ていぎする際さいは、明示めいじ的てきにそのように指定していしなければならない。これはC++のコンストラクタとは違ちがった仕様しようである。
• C#は「Null安全あんぜん」である。Null許容きょよう型がた、Null許容きょよう参照さんしょう型がたを持もち、Null合体がったい演算えんざん子こなどの構文こうぶん・演算えんざん子こを持もつ。
• 列挙れっきょ型がたのメンバーは、列挙れっきょ型がたのスコープの中なかに置おかれる。また、列挙れっきょ型がたの定数ていすう名めいを取得しゅとくすることができる。さらに、列挙れっきょ型がたの定数ていすう名めいから動的どうてきに定数ていすう値ちを得えることができる。
• アクセサの定義ていぎと利用りようを簡略かんりゃく化かするためにプロパティ構文こうぶんを利用りようできる。C++およびJavaにおけるカプセル化かでは、通例つうれいgetter/setterアクセサとなるメンバー関数かんすうあるいはメソッドを定義ていぎして利用りようするが、C#ではプロパティ機能きのうにより、カプセル化かを維持いじしつつ、あたかもフィールドを直接ちょくせつ読よみ書かきするような直感ちょっかん的てきな構文こうぶんでオブジェクトの状態じょうたいにアクセスすることができる。プロパティによってメンバーのアクセス制御せいぎょやデータの正当せいとう性せいチェックを実行じっこうすることができる。なお、イベントハンドラーに利用りようするデリゲートのカプセル化かにはイベント構文こうぶん (event) が用意よういされている。
• ジェネリクス（総称そうしょう型がた）の採用さいよう（C# 2.0以降いこう）。C++のテンプレート、Javaのジェネリックスと異ことなりコンパイル後ごも型かた情報じょうほうが保持ほじされる。また、Javaのジェネリクスと異ことなりプリミティブ型がたも型かた変数へんすうとして使つかうことができる。

C# 2.0からの仕様しよう

部分ぶぶん型がた

部分ぶぶん型がた (Partial Type) が導入どうにゅうされた。以下いかのようにクラスや構造こうぞう体たいの宣言せんげんにpartial修飾しゅうしょく子こをつけることで、その宣言せんげんを分割ぶんかつすることができる。

partial class MyClass { int a; }
partial class MyClass { int b; }

これは以下いかと同義どうぎである:

class MyClass { int a; int b; }

これによって、巨大きょだいなクラスを分割ぶんかつしたり、自動じどう生成せいせいされたコードを分離ぶんりしたりすることができる。partial 修飾しゅうしょく子こはすべての宣言せんげんにつける必要ひつようがある。

ジェネリクス

ジェネリクスが導入どうにゅうされた。これは.NET Framework 2.0の機能きのうである。クラス、構造こうぞう体たい、インタフェース、デリゲート、メソッドに対たいして適用てきようすることができる。

.NETのGenericsはC++のテンプレート、あるいはJavaにおけるそれとも異ことなるもので、コンパイルによってではなく実行じっこう時じにランタイムによって特殊とくしゅ化かされる。これによって異ことなる言語げんご間あいだの運用うんようを可能かのうにし、リフレクションによって型かたパラメーターに関かんする情報じょうほうを取得しゅとくすることができる。また、where節ふしによって型かたパラメーターに制約せいやくを与あたえることができる。一方いっぽう、C++のように型かたパラメーターとして式しきを指定していすることはできない。なお、ジェネリックメソッドの呼よび出だし時じに引数ひきすうによって型かたパラメーターが推論すいろんできる場合ばあい、型かたパラメーターの指定していは省略しょうりゃくできる。

「ジェネリックプログラミング#C#と.NETのジェネリックプログラミング」も参照さんしょう

静的せいてきクラス

静的せいてきクラスが導入どうにゅうされた。static属性ぞくせいをクラスの宣言せんげんにつけることで、クラスはインスタンス化かできなくなり、静的せいてきなメンバーしか持もつことができなくなる。

イテレータ

イテレータ#C# 2.0を参照さんしょう。

yieldキーワード

yieldキーワードによるコルーチンを使つかうことで、イテレータの生成せいせいを楽らくに実装じっそうできるようになった。

匿名とくめいデリゲート

クロージャの機能きのうを提供ていきょうする匿名とくめいデリゲートが導入どうにゅうされた。

プロパティに対たいする個別こべつのアクセス制御せいぎょ

Property Accessors プロパティのget もしくは setアクセサのどちらかにアクセス修飾しゅうしょく子こを指定していすることでアクセス制御せいぎょが別個べっこにできるようになった。次つぎの例れいでは、getアクセサはpublic、setアクセサはprivateである。

public class MyClass
{
  private string status = string.Empty;
  public string Status
  {
    get { return status; }
    private set { status = value; }
  }
}

Null許容きょよう型がたとnull結合けつごう演算えんざん子こ

nullを保持ほじできる値ね型がた、Nullableが導入どうにゅうされた。

int? i = 512;
i = null;

int? j = i + 500; //jはnullとなる。nullとの演算えんざんの結果けっかはnullになる。

int?はNullable<int>の糖衣とうい構文こうぶんである。また、nullを保持ほじしているNull許容きょよう型がたのインスタンスをボックス化かしようとすると、単たんに空そら参照さんしょう (null) に変換へんかんされる。

int? x = null;
object o = x;
System.Console.WriteLine(o == null); //Trueが出力しゅつりょくされる

また、null結合けつごう演算えんざん子こ (??)が導入どうにゅうされた。これは、nullでない最初さいしょの値ねを返かえす。

object obj1 = null;
object obj2 = new object();
object obj3 = new object();
return obj1 ?? obj2 ?? obj3; // obj2 を返かえす

この演算えんざん子こは主おもにNullable型かたを非ひNullable型かたに代入だいにゅうするときに使つかわれる。

int? i = null;
int j = i ?? -1; // nullをint型がたに代入だいにゅうすることはできない

「Null合体がったい演算えんざん子こ#C#」も参照さんしょう

その他た

• 匿名とくめいメソッド
• External Aliases/Namespace Aliases Qualifiers
• プラグマディレクティブ/C言語げんごの様ような固定こてい長ちょうの配列はいれつ表記ひょうきFix Size Buffers

C# 3.0からの仕様しよう

varキーワード

var キーワードが導入どうにゅうされ、型かた推論すいろんを利用りようしたローカル変数へんすうの宣言せんげんができるようになった。

var s = "foo";
// 上うえの文ぶんは右辺うへんが string 型がたであるため、次つぎのように解釈かいしゃくされる:
string s = "foo";
// 以下いかに挙あげる文ぶんは誤あやまりである（コンパイルエラーとなる）:
var v; // 初期しょき化か式しきを欠かいている (型かたを推論すいろんする対象たいしょうが存在そんざいしない)
var v = null; // 型かたが推論すいろんできない (曖昧あいまいである)

拡張かくちょうメソッド

拡張かくちょうメソッド (extension method) が導入どうにゅうされた。既存きそんのクラスを継承けいしょうして新あらたなクラスを定義ていぎすることなく、新あらたなインスタンスメソッドを疑似ぎじ的てきに追加ついか定義ていぎすることができる。具体ぐたい的てきには、入いれ子こになっていない、非ひジェネリックの静的せいてきクラス内ないに、this 修飾しゅうしょく子こをつけた、拡張かくちょうメソッドを追加ついかする対象たいしょうの型かたの引数ひきすうを最初さいしょに持もつメソッドをまず定義ていぎする。これによって、通常つうじょうの静的せいてきメソッドとしての呼よび出だしの他ほかに、指定していした型かたのインスタンスメソッドとしての呼よび出だしを行おこなうことができるメソッドを作つくることができる。以下いかに例れいを挙あげる:

public static class StringUtil
{
  public static string Repeat(this string str, int count)
  {
    var array = new string[count];
    for (var i = 0; i < count; ++i) array[i] = str;
    return string.Concat(array);
  }
}

この例れいは、文字もじ列れつ（string 型かたのインスタンス）を指定していした回数かいすう繰くり返かえし連結れんけつしたものを返かえすメソッド Repeat を、既存きそんの string 型かたに追加ついかしている。このメソッドは、以下いかのように呼よび出だすことができる:

// 静的せいてきメソッドとしての呼よび出だし
StringUtil.Repeat("foo", 4);
// 拡張かくちょうメソッドとしての呼よび出だし
"foo".Repeat(4);
// (どちらの例れいも "foofoofoofoo" を返かえす)

また、列挙れっきょ型がたやインタフェースなど本来ほんらいメソッドの実装じっそうを持もち得えない型かたに、見みかけ上じょうインスタンスメソッドを追加ついかすることも可能かのうである。以下いかに例れいを挙あげる:

public enum Way
{
  None, Left, Right, Up, Down
}

public static class EnumUtil
{
  public static Way Reverse(this Way src)
  {
    switch (src)
    {
      case Way.Left:  return Way.Right;
      case Way.Right: return Way.Left;
      case Way.Up:    return Way.Down;
      case Way.Down:  return Way.Up;
      default: return Way.None;
    }
  }
}

このメソッドは以下いかのように呼よび出だすことができる:

Way l = Way.Left;
Way r = l.Reverse(); // Way.Right

拡張かくちょうメソッドは糖衣とうい構文こうぶんの一種いっしゅであり、カプセル化かの原則げんそくに違反いはんするものではないが、必要ひつような場合ばあいに限かぎり注意ちゅういして実装じっそうすることがガイドラインとして推奨すいしょうされている。

部分ぶぶんメソッド

部分ぶぶんメソッドが導入どうにゅうされた。部分ぶぶん型がた（partial 型かた）内ないで定義ていぎされた private で、かつ戻もどり値ちが void のメソッドに partial 修飾しゅうしょく子こをつけることでメソッドの宣言せんげんと定義ていぎを分離ぶんりさせることができる。定義ていぎされていない部分ぶぶんメソッドは何なにも行おこなわず、何なんらエラーを発生はっせいさせることもない。例たとえば:

partial class Class
{
  partial void DebugOutput(string message);
  
  void Method()
  {
    DebugOutput("Some message");
    Console.WriteLine("Did something.");
  }
}

上うえのコードにおいて Method() を呼よび出だすと、Did something. と表示ひょうじされるだけだが、ここで以下いかのコード:

partial class Class
{
  partial void DebugOutput(string message)
  {
    Console.Write("[DEBUG: {0}] ", message);
  }
}

を追加ついかした上うえで Method() を呼よび出だすと、[DEBUG: Some message] Did something. と表示ひょうじされる。

ラムダ式しき

ラムダ式しきが導入どうにゅうされた。この名前なまえはラムダ計算けいさんに由来ゆらいする。

以下いかの匿名とくめいメソッド

// iを変数へんすうとしてi+1を返かえすメソッド
delegate (int i) { return i + 1; }

は、ラムダ式しきを使つかって次つぎのように記述きじゅつできる:

(int i) => i + 1; /* 式しき形式けいしきのラムダ */
//或あるいは:
(int i) => { return i + 1; }; /* ステートメント形式けいしきのラムダ */

ラムダ式しきは匿名とくめいメソッドと同様どうように扱あつかえるが、式しき形式けいしきのラムダがExpression<TDelegate>型かたとして扱あつかわれた場合ばあいのみ匿名とくめいメソッドとして扱あつかわれず、コンパイラによって式しき木きを構築こうちくするコードに変換へんかんされる。匿名とくめいデリゲートが実行じっこう前まえにコンパイルされたCILを保持ほじするのに対たいし、式しき木きはCILに実行じっこう時じコンパイル可能かのうであるDOMのような式しきの木き構造こうぞうそのものを保持ほじする。これはLINQクエリをSQLクエリなどに変換へんかんする際さいに役立やくだつ。

以下いかは、3つの任意にんいの名前なまえの変数へんすう、整数せいすう、括弧かっこ、及および四則しそく演算えんざん子このみで構成こうせいされた式しきを逆ぎゃくポーランド記法きほうに変換へんかんする汎用はんよう的てきなコードである:

public static string ToRPN(Expression<Func<int, int, int, int>> expression)
{
  return Parse((BinaryExpression) expression.Body).TrimEnd(' ');
}

private static string Parse(BinaryExpression expr)
{
  string str = "";
  
  if (expr.Left is BinaryExpression)
  {
    str += Parse((BinaryExpression) expr.Left);
  }
  else if (expr.Left is ParameterExpression)
  {
    str += ((ParameterExpression) expr.Left).Name + " ";
  }
  else if (expr.Left is ConstantExpression)
  {
    str += ((ConstantExpression) expr.Left).Value + " ";
  }

  if (expr.Right is BinaryExpression)
  {
    str += Parse((BinaryExpression) expr.Right);
  }
  else if (expr.Right is ParameterExpression)
  {
    str += ((ParameterExpression) expr.Right).Name + " ";
  }
  else if (expr.Right is ConstantExpression)
  {
    str += ((ConstantExpression) expr.Right).Value + " ";
  }
  
  return str + expr.NodeType.ToString()
    .Replace("Add", "+")
    .Replace("Subtract", "-")
    .Replace("Multiply", "*")
    .Replace("Divide", "/")
    + " ";
}

// 呼よび出だし例れい:
ToRPN((x, y, z) => (x + 1) * ((y - 2) / z)); // "x 1 + y 2 - z / *" を返かえす

オブジェクト初期しょき化かの簡略かんりゃく化か

オブジェクトの初期しょき化かが式しきとして簡潔かんけつに記述きじゅつできるようになった。

var p = new Point { X = 640, Y = 480 };
// 上うえの文ぶんは次つぎのように解釈かいしゃくされる:
Point __p = new Point();
__p.X = 640;
__p.Y = 480;
Point p = __p;

また、コレクションの初期しょき化かも同様どうように簡潔かんけつに記述きじゅつできるようになった。

var l = new List<int> {1, 2, 3};
var d = new Dictionary<string, int> {{"a", 1}, {"b", 2}, {"c", 3}};
// 上うえの文ぶんは次つぎのように解釈かいしゃくされる:
List<int> __l = new List<int>();
__l.Add(1);
__l.Add(2);
__l.Add(3);
List<int> l = __l;
Dictionary<string, int> __d = new Dictionary<string, int>();
__d.Add("a", 1);
__d.Add("b", 2);
__d.Add("c", 3);
Dictionary<string, int> d = __d;

但ただし、上うえのコードでは匿名とくめいの変数へんすうに便宜べんぎ的てきに __p、__l、__d と命名めいめいしている。実際じっさいはプログラマはこの変数へんすうにアクセスすることはできない。

自動じどう実装じっそうプロパティ

プロパティをより簡潔かんけつに記述きじゅつするための自動じどう実装じっそうプロパティが導入どうにゅうされた。プロパティの定義ていぎに get; set; と記述きじゅつすることで、プロパティの値ねを保持ほじするための匿名とくめいのフィールド（プログラマは直接ちょくせつ参照さんしょうすることはできない）と、そのフィールドにアクセスするためのアクセサが暗黙あんもくに定義ていぎされる。また、C# 5.0 までは get;とset;のどちらか片方かたがただけを記述きじゅつすることは出来できなかったが、C# 6.0 からは get; のみが可能かのう。以下いかのコード:

public int Value { get; set; }

は、以下いかのようなコードに相当そうとうする動作どうさをする:

private int __value;
public int Value
{
  get { return __value; }
  set { __value = value; }
}

但ただし、上うえのコードでは匿名とくめいのフィールドに便宜べんぎ的てきに __value と命名めいめいしている。実際じっさいはプログラマはこのフィールドにアクセスすることはできない。

匿名とくめい型がた

一時いちじ的てきに使用しようされる型かたを簡単かんたんに定義ていぎするための匿名とくめい型がたが導入どうにゅうされた。以下いかに例れいを挙あげる:

new { Name = "John Doe", Age = 20 }

上うえの式しきは、以下いかの内容ないようのクラスを暗黙あんもくに定義ていぎする。定義ていぎされたクラスは匿名とくめいであるが故ゆえにプログラマは参照さんしょうできない。

public string Name { get; }
public int Age { get; }

同おなじ型がた、同おなじ名前なまえのプロパティを同おなじ順序じゅんじょで並ならべた匿名とくめい型がたは同おなじであることが保証ほしょうされている。即すなわち、以下いかのコード:

var her = new { Name = "Jane Doe", Age = 20 }
var him = new { Name = "John Doe", Age = 20 }

において、her.GetType() == him.GetType() は true である。

配列はいれつ宣言せんげんの型かた省略しょうりゃく

new キーワードを用もちいた配列はいれつの宣言せんげんの際さい、型かたを省略しょうりゃくできるようになった。匿名とくめい型がたの配列はいれつを宣言せんげんする際さいに威力いりょくを発揮はっきする。

var a = new[] {"foo", "bar", null};
// 上うえの文ぶんは次つぎのように解釈かいしゃくされる:
string[] a = new string[] {"foo", "bar", null};
// 以下いかの文ぶん:
var a = new[] {"foo", "bar", 123};
// は次つぎのように解釈かいしゃくされることなく、誤あやまりとなる:
object[] a = new object[] {"foo", "bar", 123};

クエリ式しき

LINQ をサポートするために、クエリ式しきが導入どうにゅうされた。これは SQL の構文こうぶんに類似るいじしており、最終さいしゅう的てきに通常つうじょうのメソッド呼よび出だしに変換へんかんされるものである。以下いかに例れいを示しめす:

var passedStudents =
  from s in students
  where s.MathScore + s.MusicScore + s.EnglishScore > 200
  select s.Name;

上うえのコードは以下いかのように変換へんかんされる:

var passedStudents = students
  .Where(s => s.MathScore + s.MusicScore + s.EnglishScore > 200)
  .Select(s => s.Name);

C# 3.0で追加ついかされた構文こうぶんの多おおくは式しきであるため、より巨大きょだいな式しき（当然とうぜんクエリ式しきも含ふくまれる）の一部いちぶとして組くみ込こむことができる。旧来きゅうらい複数ふくすうの文ぶんに分わけたり、作業さぎょう用ようの変数へんすうを用意よういして記述きじゅつしていたコードを単独たんどくの式しきとしてより簡潔かんけつに記述きじゅつできる可能かのう性せいがある。

出井でい秀行ひでゆき著ちょの『実戦じっせんで役立やくだつ C#プログラミングのイディオム/定石じょうせき&パターン』（技術評論社ぎじゅつひょうろんしゃ、2017年ねん）という書籍しょせきではクエリ構文こうぶんよりメソッド構文こうぶんを推奨すいしょうしており、クエリ構文こうぶんではLINQの全すべての機能きのうを使用しようできるわけではないこと、メソッド呼よび出だしは処理しょりを連続れんぞくして読よめる可読かどく性せいがあること、メソッド呼よび出だしであればMicrosoft Visual Studioの強力きょうりょくなインテリセンスが利用りようできることを理由りゆうに、著者ちょしゃはクエリ構文こうぶんをほとんど使用しようしていないと記しるしている。

C# 4.0からの仕様しよう

dynamicキーワード

dynamicキーワードが導入どうにゅうされ、動的どうてき型付かたつけ変数へんすうを定義ていぎできるようになった。dynamic型がたとして宣言せんげんされたオブジェクトに対たいする操作そうさのバインドは実行じっこう時じまで遅延ちえんされる。

// xはint型がたと推論すいろんされる:
var x = 1; 
// yはdynamic型がたとして扱あつかわれる:
dynamic y = 2; 

public dynamic GetValue(dynamic obj)
{
  // objにValueが定義ていぎされていなくとも、コンパイルエラーとはならない:
  return obj.Value;
}

オプション引数ひきすう・名前なまえ付つき引数ひきすう

VBやC++に実装じっそうされているオプション引数ひきすう・名前なまえ付つき引数ひきすうが、C#でも利用りようできるようになった。

public void MethodA()
{
  // 第だい1引数ひきすうと第だい2引数ひきすうを指定してい、第だい3引数ひきすうは未み指定してい:
  Console.WriteLine("Ans: " + MethodB(1, 2));  // Ans: 3 … 1 + 2 + 0となっている

  // 第だい1引数ひきすうと第だい3引数ひきすうを指定してい、第だい2引数ひきすうは未み指定してい:
  Console.WriteLine("Ans: " + MethodB(A: 1, C: 3));  // Ans: 4 … 1 + 0 + 3となっている
}

// 引数ひきすうが指定していされなかった場合ばあいのデフォルト値ちを等号とうごうで結むすぶ:
public int MethodB(int A = 0, int B = 0, int C = 0)
{
  return A + B + C;
}

ジェネリクスの共きょう変性へんせい・反はん変性へんせい

ジェネリクスの型かた引数ひきすうに対たいしてin、out修飾しゅうしょく子こを指定していすることにより、ジェネリクスの共きょう変性へんせい・反はん変性へんせいを指定していできるようになった。

IEnumerable<string> x = new List<string> { "a", "b", "c" };
// IEnumerable<T>インターフェイスは型かた引数ひきすうにout修飾しゅうしょく子こが指定していされているため、共きょう変へんである。
// したがって、C# 4.0では次つぎの行くだりはコンパイルエラーにならない
IEnumerable<object> y = x;

C# 5.0からの仕様しよう

• 非同期ひどうき処理しょり (async/await)
• 呼よび出だし元もと情報じょうほう属性ぞくせい
• foreach の仕様しよう変更へんこう

非同期ひどうき処理しょり (async/await)

「Async/await」を参照さんしょう

C# 6.0からの仕様しよう

• 自動じどう実装じっそうプロパティの初期しょき化か子こ
• get のみの自動じどう実装じっそうプロパティおよびコンストラクタ代入だいにゅう
• 静的せいてき using ディレクティブ
• インデックス初期しょき化か子こ
• catch/finally での await
• 例外れいがいフィルタ
• 式しき形式けいしきのメンバー (expression-bodied members)
• null条件じょうけん演算えんざん子こ
• 文字もじ列れつ補間ほかん（テンプレート文字もじ列れつ）
• nameof 演算えんざん子こ
• #pragma
• コレクションの初期しょき化か子こでの拡張かくちょうメソッド
• オーバーロード解決かいけつの改善かいぜん

静的せいてき using ディレクティブ

静的せいてき using ディレクティブを利用りようすることで、型名かためいの指定してい無なしに他たクラスの静的せいてきメンバーの呼よび出だしを行おこなえるようになった。利用りようするにはusing staticの後のちに完全かんぜん修飾しゅうしょくなクラス名めいを指定していする。

using static System.Math;
// ↑ソースコードの上部じょうぶで宣言せんげん
class Hogehoge {
    // System.Math.Pow() , System.Math.PI を修飾しゅうしょく無なしで呼よび出だす
    double area = Pow(radius, 2) * PI;
}

例外れいがいフィルタ

catchの後のちにwhenキーワードを使用しようすることで、処理しょりする例外れいがいを限定げんていすることができるようになった。

try {
    // ...
}
catch (AggregateException ex) when (ex.InnerException is ArgumentException) {
    // ...
}

C# 7.0からの仕様しよう

• 出力しゅつりょく変数へんすう宣言せんげん
• パターンマッチング (is 式しき/switch 文ぶん)
• タプル (タプル記法きほう/分解ぶんかい/値ねの破棄はき)
• ローカル関数かんすう
• 数値すうちリテラルの改善かいぜん(桁けたセパレータ/バイナリリテラル)
• ref戻もどり値ち、ref変数へんすう
• 非同期ひどうき戻もどり値ち型がたの汎用はんよう化か
• Expression-bodied 機能きのうの拡充かくじゅう(コンストラクタ/デストラクタ/get/set/add/remove)
• Throw 式しき

出力しゅつりょく変数へんすう宣言せんげん

out引数ひきすうで値ねを受うけ取とる場合ばあい、その場所ばしょで変数へんすう宣言せんげん可能かのうとなった。

total += int.TryParse("123", out var num) ? num : 0;

パターンマッチング

is 式しきの拡張かくちょう

is式しきの構文こうぶんが拡張かくちょうされ、型かたの後うしろに変数へんすう名めいを宣言せんげんできるようになった。 拡張かくちょうされたis式しきはマッチした場合ばあいに宣言せんげんした変数へんすうにキャストした値ねを代入だいにゅうし、さらにtrueと評価ひょうかされる。 マッチしなかった場合ばあいはfalseと評価ひょうかされ、宣言せんげんした変数へんすうは未み初期しょき化か状態じょうたいとなる。

void CheckAndSquare(object obj) {
    // objの型かたチェックと同時どうじにnumに値ねを代入だいにゅうする。
    if (obj is int num && num >= 0) {
        num = num * num;
    }
    else {
        num = 0;
    }
    // if文ぶんの条件じょうけんセクションは、ifの外側そとがわと同おなじスコープ
    Console.WriteLine(num);
}

switch 文ぶんの拡張かくちょう

switch文ぶんのマッチ方法ほうほうが拡張かくちょうされ、caseラベルに従来じゅうらいの「定数ていすうパターン」に加くわえ、新あらたに「型かたパターン」を指定していできるようになった。 また、「型かたパターン」のcaseラベルでは、when句くに条件じょうけんを指定していすることができる。 「型かたパターン」を含ふくむswitch文ぶんでは、必かならずしも条件じょうけんが排他はいた的てきでなくなったため、最初さいしょにマッチしたcaseラベルの処理しょりが実行じっこうされる。

void Decide(object obj) {
    switch (obj) {
        case int num when num < 0:
            Console.WriteLine($"{num}は負まけの数かずです。");
            break;
        case int num:
            Console.WriteLine($"{num}を二乗にじょうすると{num * num}です。");
            break;
        case "B":
            Console.WriteLine($"これはBです。");
            break;
        case string str when str.StartsWith("H"):
            Console.WriteLine($"{str}はHから始はじまる文字もじ列れつです。");
            break;
        case string str:
            Console.WriteLine($"{str}は文字もじ列れつです。");
            break;
        case null:
            Console.WriteLine($"nullです");
            break;
        default:
            Console.WriteLine("判別はんべつできませんでした");
            break;
    }
}

タプル

タプルのための軽量けいりょうな構文こうぶんが導入どうにゅうされた。従来じゅうらいのSystem.Tupleクラスとは別べつに、System.ValueTuple構造こうぞう体たいが新あたらしく追加ついかされた。

タプル記法きほう

2個こ以上いじょうの要素ようそを持もつタプルのための記法きほうが導入どうにゅうされた。 引数ひきすうリストと同様どうようの形式けいしきで、タプルを記述きじゅつできる。

// タプル記法きほう
(int, string) tuple = (123, "Apple");
Console.WriteLine($"{tuple.Item1}個この{tuple.Item2}");

分解ぶんかい

多値たち戻もどり値ちを簡単かんたんに扱あつかえるように、分解ぶんかいがサポートされた。

var tuple = (123, "Apple");
// 分解ぶんかい
(int quantity, string name) = tuple;
Console.WriteLine($"{quantity}個この{name}");

分解ぶんかいはタプルに限かぎらない。Deconstruct()メソッドが定義ていぎされたクラスでも、分解ぶんかいを利用りようできる。

以下いかに、DateTime型かたに分解ぶんかいを導入どうにゅうする例れいを示しめす。

static class DateExt {
    public static void Deconstruct(this DateTime dateTime, out int year, out int month, out int day) {
        year = dateTime.Year;
        month = dateTime.Month;
        day = dateTime.Day;
    }
}

上記じょうきのコードでDateTime型かたにDeconstruct()拡張かくちょうメソッドを定義ていぎし、

// 分解ぶんかい
(int year, int month, int day) = DateTime.Now;

のように左辺さへんで3つの変数へんすうに値ねを受うけ取とることができる。

値ねの破棄はき

分解ぶんかい、out引数ひきすう、パターンマッチングで、値ねの破棄はきを明示めいじするために_が利用りようできるようになった。 破棄はきされた値ねは、後あとで参照さんしょうすることはできない。

// 年としと日ひは使つかわない
(_, int month, _) = DateTime.Now;

// 解析かいせき結果けっかだけ取得しゅとくし、変換へんかんされた値ねは使つかわない
bool isNumeric = int.TryParse(str, out _);

switch (obj) {
    // string型がたで分岐ぶんきするが、値ねは使つかわない
    case string _:
        // Do something.
        break;
}

ref戻もどり値ち、ref変数へんすう

refキーワードの使用しよう方法ほうほうが拡張かくちょうされた。これによって、安全あんぜんな参照さんしょうの使つかい道みちが広ひろがった。

ref戻もどり値ち

戻もどり値ちの型かたをrefで修飾しゅうしょくすることで、オブジェクトの参照さんしょうを戻もどり値ちとすることができる。

// 二ふたつの参照さんしょう引数ひきすうの内うち、値ねの大おおきいものの参照さんしょう戻もどり値ちを返かえす
static ref int Max(ref int left, ref int right) {
    if (left >= right) {
        return ref left;
    }
    else {
        return ref right;
    }
}

変数へんすうの寿命じゅみょうは変かわらないため、メソッド終了しゅうりょう時じに破棄はきされるローカル変数へんすうをref戻もどり値ちとすることはできない。

static int s_count = 1;

// メンバーの参照さんしょうはref戻もどり値ちになる。
static ref int ReturnMember() {
    return ref s_count;
}
// ref引数ひきすうはもちろんref戻もどり値ちになる。
static ref int ReturnRefParam(ref int something) {
    return ref something;
}
// ローカル変数へんすうをref戻もどり値ちとすることはできない。
// static ref int ReturnLocal() {
//     int x = 1;
//     return ref x;
// }

ref変数へんすう

ローカル変数へんすうの型かたをrefで修飾しゅうしょくすることで、参照さんしょうを代入だいにゅうすることができる。

// 参照さんしょう戻もどり値ちを参照さんしょう変数へんすうで受うけ取とる
ref int max = ref Max(ref x, ref y);
// limitとmaxは同おなじ値ちを参照さんしょうする
ref int limit = ref max;

C# 7.1からの仕様しよう

非同期ひどうきなMainメソッド

Mainメソッドの戻もどり値ちとして、Task型かた、Task(int)型かたが認みとめられた。

static Task Main()

static Task<int> Main()

default式しき

型かた推論すいろん可能かのうな場面ばめんでは、defaultの型かた指定していは省略しょうりゃく可能かのうとなった。

int number = default;
string name = default;

C# 7.2からの仕様しよう

C#7.2で追加ついかされた仕様しようは以下いかの通とおり。

値ね型がたの参照さんしょうセマンティクス

値ね型がたにおけるパフォーマンス向上こうじょうを意図いとした複数ふくすうの機能きのうが追加ついかされた。

in参照さんしょう渡わたし、ref readonly参照さんしょう戻もどり値ち

引数ひきすうにinを指定していすることで、読よみ取とり専用せんよう参照さんしょう渡わたしを指定していできる。 また、戻もどり値ちにref readonlyを指定していすることで、読よみ取とり専用せんよう参照さんしょう戻もどり値ちを指定していできる。

これにより、構造こうぞう体たいのコピーを避さけると共ともに、意図いとしない値ねの変更へんこうを抑止よくしできる。

readonly構造こうぞう体たい

構造こうぞう体たい宣言せんげん時じにreadonlyを指定していすることで、真しんの読よみ取とり専用せんよう構造こうぞう体たいを定義ていぎできる。 readonly構造こうぞう体たいの全すべてのフィールドはreadonlyでなければならず、thisポインタも読よみ取とり専用せんようとなる。

これにより、メンバーアクセス時じの意図いとしない防御ぼうぎょ的てきコピーを抑止よくしできる。

ref構造こうぞう体たい

構造こうぞう体たい宣言せんげん時じにrefを指定していすることで、ヒープ領域りょういきへのコピーを防ふせぐ構造こうぞう体たいがサポートされる。 ref構造こうぞう体たいでは、box化かできない、配列はいれつを作成さくせいできない、型かた引数ひきすうになることができない、など、ヒープ領域りょういきへのコピーを防ふせぐための厳きびしい制限せいげんがかかる。

この機能きのうは、Span<T>のような構造こうぞう体たいをサポートするために利用りようされ、unsafe文脈ぶんみゃく以外いがいでのstackallocの利用りようをも可能かのうとする。

末尾まつび以外いがいの場所ばしょでの名前なまえ付つき引数ひきすう

C#4.0で追加ついかされた名前なまえ付つき引数ひきすうが末尾まつび以外いがいでも利用りようできるようになった。

Hogehoge(name: "John", 17);

private protected アクセス修飾しゅうしょく子こ

同どう一いちアセンブリ内ない、かつ、継承けいしょう先さきからのアクセス許可きょかを表あらわすprivate protectedアクセス修飾しゅうしょく子こが追加ついかされた。

数値すうちリテラルの改善かいぜん

十じゅう六ろく進しんリテラルの0x、二に進しんリテラルの0bの直後ちょくごのアンダースコアが認みとめられた。

int bin = 0b_01_01;
int hex = 0x_AB_CD;

C# 7.3からの仕様しよう

C#7.3では以下いかの仕様しようが追加ついかされた。

• ジェネリック型がた制約せいやくの種類しゅるいの追加ついか
  • System.Enum, System.Delegate
  • unmanaged (文脈ぶんみゃくキーワード)

unsafe class MyGenericsClass<T1,T2,T3> 
    where T1 : System.Enum
    where T2 : System.Delegate
    where T3 : unmanaged {

    public MyGenericsClass(T1 enum1, T1 enum2, T2 func, T3 unmanagedValue) {
        if (enum1.HasFlag(enum2)) {
            func.DynamicInvoke();
        }
        else {
            T3* ptr = &unmanagedValue;
        }
    }
}

• refローカル変数へんすうの再割さいわり当あて
• stackalloc初期しょき化か子こ
• Indexing movable fixed buffers
• カスタムfixedステートメント
• オーバーロード解決かいけつルールの改善かいぜん
• 出力しゅつりょく変数へんすう宣言せんげんの利用りよう箇所かしょの追加ついか

class MyOutVar {
    // メンバー変数へんすう初期しょき化か子こやコンストラクタ初期しょき化か子こで出力しゅつりょく変数へんすう宣言せんげんが可能かのう
    readonly int x = int.TryParse("123", out var number) ? number : -1;
}

• タプル同士どうしの比較ひかく

(long, long) tuple = (1L, 2L);
// タプルのすべての要素ようそ間あいだで == が比較ひかく可能かのう
if (tuple == (1, 2)) { }
// 要素ようそ数すうが異ことなるタプル同士どうしは比較ひかくできない。
//if (tuple == (1, 2, 3)) { }

• バッキングフィールドに対たいするAttribute指定してい

// C#7.2までは無効むこうな指定してい(コンパイル自体じたいは可能かのう。無視むしされる)
// C#7.3からはバッキングフィールドに対たいするAttribute指定していと見みなされる
[field: NonSerialized]
public int MyProperty { get; set; }

C# 8.0からの仕様しよう

C# 8.0で追加ついかされた仕様しようは以下いかの通とおり。

null許容きょよう参照さんしょう型がた

参照さんしょう型がたにnull許容きょよう性せいを指定していできるようになった。参照さんしょう型がたの型名かためいに?を付加ふかした場合ばあいにnull許容きょよう参照さんしょう型がたとなる。

参照さんしょう型がたの型名かためいに?を付加ふかしない場合ばあい、null非ひ許容きょよう参照さんしょう型がたとなる。

フロー解析かいせきレベルでのnull許容きょよう性せいチェックが行おこなわれる。null許容きょよう値ち型がたのNullable<T>のような新あたらしい型かたは導入どうにゅうされない。

null許容きょようコンテキスト

参照さんしょう型がたのnull許容きょよう性せいは、null許容きょようコンテキストによって有効ゆうこう、無効むこうの切きり替かえが可能かのうである。 C#7.3以前いぜんの互換ごかん性せいのために、既定きていでは無効むこうとなっている。

• Nullable コンパイルオプション： プロジェクト全体ぜんたいでのnull許容きょようコンテキストを指定していする
• #nullable ディレクティブ： ソースコードの部分ぶぶんごとにnull許容きょようコンテキストを指定していする
  • annotations オプション、warningsオプションにより、適用てきよう範囲はんいを限定げんていできる

null免除めんじょ演算えんざん子こ

null許容きょよう参照さんしょう型がたの変数へんすう名めいの後のちに !を使用しようすることで、フロー解析かいせき時じの警告けいこくが免除めんじょされる。

インタフェースの既定きていメンバー

インタフェースのメンバーに既定きていの実装じっそうを指定していできるようになった。また、インタフェースに静的せいてきメンバーを持もつことができるようになった。

さらに、インタフェースのメンバーにアクセシビリティを指定していできるようになった。

• 既定きていのアクセシビリティは、従来じゅうらい通どおり public となる。
• 実装じっそうがあるインスタンスメンバーは、既定きていで virtual となり override可能かのうである。
• 実装じっそうをoverrideさせないためにsealedを指定していすることができる。

パターンマッチングの拡張かくちょう

switch式しきが追加ついかされた。 プロパティパターン、タプルパターン、位置いち指定していパターンの追加ついかにより、再帰さいき的てきなパターンマッチングが可能かのうになった。

• switch式しき
• 再帰さいきパターン
  • プロパティパターン
  • タプルパターン
  • 位置いち指定していパターン

非同期ひどうきストリーム

IAsyncEnumerable<T> インタフェースを返かえすことで、イテレータ構文こうぶんと非同期ひどうき構文こうぶんの共存きょうぞんが可能かのうになった。

async IAsyncEnumerable<int> EnumerateAsync() {
    await Task.Delay(100);
    yield return 1;
    await Task.Delay(100);
    yield return 2;
}

await foreachによって非同期ひどうきストリームを列挙れっきょする。

async void SpendAsync() {
    await foreach (var item in EnumerateAsync()) {
        Console.WriteLine(item);
    }
}

範囲はんい指定してい

IndexとRangeを指定していできる専用せんよう構文こうぶんが追加ついかされた。

  Index a = 1; // new Index(1, fromEnd: false)
  Index b = ^1; // new Index(1, fromEnd: true)
  Range range = a..b; // new Range(start: a, end: b)

その他たの仕様しよう

• 静的せいてきローカル関数かんすう
• null結合けつごう代入だいにゅう演算えんざん子こ
• 構造こうぞう体たいの読よみ取とり専用せんようメンバー
• using 宣言せんげん
• ref構造こうぞう体たいのDispose
• ジェネリクスを含ふくむアンマネージ型がた
• 式しき中ちゅうのstackalloc
• 文字もじ列れつ補間ほかんのトークン順序じゅんじょの緩和かんわ

C# 9.0からの仕様しよう

C# 9.0で追加ついかされた仕様しようは以下いかの通とおり。

• レコード
• プロパティのinitアクセサ
• 最さい上位じょういレベルステートメント
• パターンマッチングの拡張かくちょう
• new式しきの型かた推論すいろん
• 条件じょうけん演算えんざん子この型かた推論すいろん
• 共きょう変へん戻もどり値ち
• GetEnumeratorの拡張かくちょうメソッド対応たいおう
• 静的せいてき匿名とくめい関数かんすう
• ラムダ式しき引数ひきすうの破棄はき
• ローカル関数かんすうへの属性ぞくせい適用てきよう
• パフォーマンスと相互そうご運用うんよう
  • ネイティブサイズの整数せいすう型がた(nint nuint型かた)
  • 関数かんすうポインタ(delegate*型かた)
  • 変数へんすう初期しょき化かフラグの抑制よくせい
• コードジェネレータのサポート
  • モジュール初期しょき化か子こ
  • 部分ぶぶんメソッドの拡張かくちょう

C# 10.0からの仕様しよう

C# 10.0で追加ついかされた仕様しようは以下いかの通とおり。

• レコード構造こうぞう体たい
• 構造こうぞう体型たいけいの機能きのう強化きょうか
• 補間ほかんされた文字もじ列れつハンドラー
• global using ディレクティブ
• ファイル スコープの名前なまえ空間くうかんの宣言せんげん
• 拡張かくちょうプロパティのパターン
• ラムダ式しきの機能きのう強化きょうか
• const 補間ほかん文字もじ列れつを許可きょかする
• レコードの型かたで ToString() を封印ふういんできる
• 限定げんてい代入だいにゅうの機能きのう強化きょうか
• 同おなじ分解ぶんかいで代入だいにゅうと宣言せんげんの両方りょうほうを許可きょかする
• メソッドで AsyncMethodBuilder 属性ぞくせいを許可きょかする
• CallerArgumentExpression 属性ぞくせい
• 拡張かくちょう #line pragma
• 警告けいこくウェーブ 6

C# 11.0からの仕様しよう

C# 11.0で追加ついかされた仕様しようは以下いかの通とおり。

生なま文字もじ列れつリテラル

エスケープなどの加工かこうを施ほどこさない文字もじ列れつを3個この二に重じゅう引用いんよう符ふで括くくって表現ひょうげんできる様ようになった。未み加工かこうの文字もじリテラルとも呼よばれる。

string logMsg = """
	原因げんいん不明ふめいのエラーが発生はっせいしました。
	詳細しょうさいはログファイル "C:\Logs\exception.log" を確認かくにんしてください。
	""";

汎用はんよう属性ぞくせい

属性ぞくせいの型かたが型かた引数ひきすうを持もてる様ようになった。

// 属性ぞくせい
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = true, Inherited = true)]
public class ConverterContractAttribute<TFrom, TTo> : Attribute { }

// 使用しよう例れい
[ConverterContract<byte, string>()]
[ConverterContract<sbyte, string>()]
[ConverterContract<short, string>()]
[ConverterContract<ushort, string>()]
[ConverterContract<int, string>()]
[ConverterContract<uint, string>()]
[ConverterContract<long, string>()]
[ConverterContract<ulong, string>()]
public class IntToStringConverter
{
	// ...
}

パターンマッチングの拡張かくちょう

リストや配列はいれつに対たいするパターンマッチが可能かのうになった。

int[] nums = new[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5 };
if (nums is [ 0, 1, 2, .. ]) {
	Console.WriteLine("配列はいれつは 0, 1, 2 から始はじまります。");
} else {
	Console.WriteLine("配列はいれつは 0, 1, 2 から始はじまりません。");
}

また、Span<char>やReadOnlySpan<char>に対たいして文字もじ列れつを用もちいたパターンマッチが可能かのうになった。

bool CheckSignature(ReadOnlySpan<char> sig)
{
	return sig is "HOGE";
}

ジェネリック型がた数値すうち演算えんざん

型かた引数ひきすうに「数値すうち型がたまたは数値すうち型がたに類似るいじしている型かた」である事ことを示しめす制約せいやくを付つけ加くわえる機能きのうが導入どうにゅうされた。また、それに呼応こおうして下記かきの変更へんこうが行おこなわれた。

• 明示めいじ的てきな論理ろんりシフト演算えんざん子こ（>>>演算えんざん子こ）が追加ついかされた。
• シフト演算えんざん子この右側みぎがわの引数ひきすうの型かたに対たいする制限せいげんの撤廃てっぱいされ、int型かた以外いがいの型かたを指定していできる様ようになった。
• checked演算えんざん子このオーバーロードができる様ようになった。
• インターフェースのメソッドに対たいしてstatic abstractキーワード（静的せいてき抽象ちゅうしょう）とstatic virtualキーワード（静的せいてき仮想かそう）を指定していできる様ようになった。

ジェネリック型がた数値すうち演算えんざんを用もちいた一いち例れいを下記かきに示しめす。

// 大抵たいていの演算えんざん子こインターフェイスは System.Numerics 内ないに実装じっそうされている。
using System.Numerics;

// 任意にんいの型かたに対たいして加算かさんを行おこなう事ことができる関数かんすう。
static T MyAdd<T>(T value1, T value2)
	where T: IAdditionOperators<T, T, T> // 加算かさんが可能かのうな型かたのみを受うけ付つける制約せいやく。
	=> value1 + value2; // + 演算えんざん子こを使つかう事ことができる。

// 上記じょうきの関数かんすう定義ていぎのみで、下記かきの様ように加算かさん演算えんざんが定義ていぎされた型かたであれば、任意にんいの型かたで呼よび出だす事ことができる。
int    a = MyAdd(  123,   456); // 結果けっか：579
ulong  b = MyAdd(111UL, 222UL); // 結果けっか：333
double c = MyAdd( 1.5D,  2.1D); // 結果けっか：3.6

その他たの仕様しよう

• UTF-8 文字もじ列れつリテラル
• 文字もじ列れつ補間ほかん式しきの改行かいぎょう
• ファイルローカル型がた
• 必須ひっすメンバー
• auto-default 構造こうぞう体たい（構造こうぞう体たいの未み初期しょき化かのフィールド変数へんすうが自動的じどうてきに既定きてい値ちに初期しょき化かされる）
• nameof のスコープ拡張かくちょう
• IntPtr に別名べつめい nint、UIntPtr に別名べつめい nuint が付ついた
• ref フィールド
• scoped ref 変数へんすう
• メソッドグループからデリゲートへの変換へんかんの改善かいぜん
• 警告けいこくウェーブ 7

C# 12.0からの仕様しよう

C# 12.0で追加ついかされた仕様しようは以下いかの通とおり。

クラスと構造こうぞう体たいのプライマリコンストラクター

レコード型がた（record）以外いがいのクラス（class）と構造こうぞう体たい（struct）でプライマリコンストラクターが使つかえるようになった。

class Example(string message) 
{
    public string Message { get; } = message;
}

コレクション式しき

配列はいれつ、コレクション、Span<T>などの初期しょき化かの記法きほうが共通きょうつうの記法きほう（[]）で書かけるようになった。

// Create an array:
int[] a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];

// Create a list:
List<string> b = ["one", "two", "three"];

// Create a span
Span<char> c  = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'h', 'i'];

スプレッド演算えんざん子こ

コレクション式しきで複数ふくすうのコレクションをインライン展開てんかいできる新あたらしい演算えんざん子こ（..）が追加ついかされた。

int[] row0 = [1, 2, 3];
int[] row1 = [4, 5, 6];
int[] row2 = [7, 8, 9];
// 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
int[] single = [.. row0, .. row1, .. row2];

その他たの仕様しよう

• インライン配列はいれつ
• 既定きていのラムダ パラメーター
• 任意にんいの型かたの別名べつめい設定せってい
• ref readonly パラメーター
• 試験しけん段階だんかいの属性ぞくせい
• インターセプター

実装じっそう

C#の言語げんご仕様しようは標準ひょうじゅん化か団体だんたいEcma Internationalを通つうじて公開こうかい・標準ひょうじゅん化かされており、第三者だいさんしゃがマイクロソフトとは無関係むかんけいにコンパイラや実行じっこう環境かんきょうを実装じっそうすることができる。

コンパイラの実装じっそう

現げん段階だんかいで、C#コンパイラの実装じっそうは次つぎの5つが知しられている。

• マイクロソフト製せい
  • Visual Studio 2015 以降いこうで使用しようされている、.NETコンパイラプラットフォーム (コードネーム Roslyn)。ApacheライセンスのオープンソースプロジェクトでGitHubで公開こうかいされている。Windows、macOS、Linuxで動作どうさする。C#のコンパイラはC#、VB.NETのコンパイラはVB.NETで実装じっそうされている。以前いぜんのコンパイラと比くらべて、リファクタリングやIDE、スクリプティングなどへの利用りようが可能かのうなAPIが公開こうかいされており、コンパイラ以外いがいへの様々さまざまな応用おうようが可能かのう。
  • Visual Studio 2013 まで使つかわれていた、マイクロソフトによるVisual C# コンパイラ。
  • 2006年ねんのC# 2.0当時とうじの、マイクロソフトによるShared Source Common Language Infrastructure。共通きょうつう言語げんご基盤きばん (CLI) とC#コンパイラがソースコードで公開こうかいされている。
• Mono ProjectによるMono内うちの Mono Compiler Suite (mcs)。
• 2012年ねんまで開発かいはつされていた、DotGNU ProjectによるPortable.NET内うちの the C-Sharp code compiler (cscc)。

実行じっこう環境かんきょうの実装じっそう

• マイクロソフト
  • .NET Runtime
  • .NET Framework Runtime
• Mono Project
  • Monoランタイム
• カプコン
  • RE ENGINEに実装じっそうされている REVM

名称めいしょう

• ECMA-334 3rd/4th/5th edition によると、C# は「C Sharp」（シーシャープ）と発音はつおんし、LATIN CAPITAL LETTER C (U+0043) の後のちに NUMBER SIGN # (U+0023) と書かく。 音楽おんがくのシャープ (♯, MUSIC SHARP SIGN (U+266F)) ではなくナンバーサイン (#) を採用さいようしたのは、フォントやブラウザなどの技術ぎじゅつ的てきな制約せいやくに加くわえ、ASCIIコードおよび標準ひょうじゅん的てきキーボードには前者ぜんしゃの記号きごうが存在そんざいしないためである。
• "#"接尾せつび辞じは、他たの.NET言語げんごにも使用しようされており、J#（Javaのマイクロソフトによる実装じっそう）、A#（Adaから）、F#（System Fなどから）が含ふくまれる。また"#"接尾せつび辞じはGtk#（GTKなどのGNOMEライブラリの.NETラッパ）、Cocoa#（Cocoa (API)のラッパ）などのライブラリにも使用しようされている。そのほか、SharpDevelopなどの"Sharp"を冠かんする関連かんれんソフトウェアも存在そんざいする。
• C#という名称めいしょうの解釈かいしゃくとして、「（A-Gで表あらわされた）直前ちょくぜんの音おとを半音はんおん上あげる」という音楽おんがく記号きごうの役割やくわりに着目ちゃくもくし、「C言語げんごを改良かいりょうしたもの」を意味いみしたのではないか、というものがある。これは、C++の名称めいしょうが「C言語げんごを1つ進すすめたもの」という意味いみでつけられたことにも似にている。
• アンダース・ヘルスバーグは、「C#」が「C++++」（すなわち「C++をさらに進すすめたもの」）にみえるのが由来ゆらいである、と語かたっている。

参考さんこう文献ぶんけん

• 高橋たかはし 忍しのぶ「C# 2.0の新あたらしい言語げんご仕様しよう」『C MAGAZINE（2005年ねん2月がつ号ごう）』第だい17巻かん第だい2号ごう、ソフトバンク パブリッシング。 
• 山田やまだ祥さち寛ひろし『独習どくしゅうC#』（第だい5版はん）翔しょう泳およげ社しゃ〈独習どくしゅう〉、2022年ねん7月がつ21日にち。ISBN 978-4-7981-7556-0。 

関連かんれん項目こうもく

• 言語げんご仕様しよう
  • C#の文法ぶんぽう
  • C#のデータ型がた
  • キーワード (C#)
• 実行じっこう環境かんきょう
  • .NET (旧きゅう：.NET Core)
  • .NET Framework
  • Mono
  • Xamarin
• 開発かいはつ環境かんきょう
  • Visual Studio
    • Visual C#
  • Visual Studio Code
  • JetBrains Rider - ジェットブレインズ社しゃの.NET向むけ統合とうごう開発かいはつ環境かんきょう
  • MonoDevelop - OSSの統合とうごう開発かいはつ環境かんきょう
    • Xamarin Studio
    • Visual Studio for Mac
  • SharpDevelop - フリーの統合とうごう開発かいはつ環境かんきょう
• 比較ひかく
  • C#とJavaの比較ひかく

外部がいぶリンク

• C# 関連かんれんのドキュメント - はじめに、チュートリアル、リファレンス。 | Microsoft Docs - 公式こうしきウェブサイト（日本語にほんご）
• 言語げんご仕様しよう
  • Introduction - C# language specification | Microsoft Learn - C# 言語げんご仕様しよう、Microsoft Docs
  • ECMA-334 - Ecma International ECMA-334 C# 言語げんご仕様しよう（英語えいご）
  • JIS X 3015:2008「プログラム言語げんごC#」（日本にっぽん産業さんぎょう標準ひょうじゅん調査ちょうさ会かい、経済けいざい産業さんぎょう省しょう）
• C# Compiler | Mono Mono C# コンパイラ（英語えいご）