C# – ページ 4 – サイゼントの技術ブログ

2020年5月1日

C#：オブジェクトの中身をコピーする方法（MemberwiseCloneメソッド実装）

参照型変数（主にクラスのオブジェクト）をコピーする場合、単純に「=」で代入するだけでは不十分な場合があります。
参照型変数の中身は参照先（オブジェクトのメモリ領域を示すポインタ）です。
「=」で代入するだけでは、参照先だけがコピーされて、参照しているものは同じという状態になるので、コピー先の変更がコピー元に影響してしまいますし、その逆にコピー元の変更がコピー先に影響してしまいます。

これを避けたい場合は、MemberwiseCloneメソッドを用いて中身を丸ごとコピー（新たにメモリ領域を確保し書き込み、ディープコピー）する必要があります。
MemberwiseCloneメソッドはobject型で定義されており、C#ではすべての型はobject型から派生しているので、特別な記述を行わなくともMemberwiseCloneメソッドを使用できます。ただし、戻り値はobject型なので、キャスト等の考慮は必要です。
（javaの場合はこちらの記事のようにインターフェースの実装が必要だったり例外処理が必要だったりと色々面倒です。後発言語であるC#では言語仕様上ディープコピーを始めから考慮している印象を受けます。）

以下、サンプルコードです。
参照先のみコピーした場合とMemberwiseCloneメソッドで中身をコピーした場合を比較しています。
参照先のみコピーした場合は、コピー後にコピー先を変更した際にコピー元が影響を受けていますが、MemberwiseCloneメソッドで中身をコピーした場合は影響を受けていません。

【サンプルコード】

・CloneableItem.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace CloneTest
{
    class CloneableItem
    {
        // ミュータブルの参照型変数を含む場合はそれも一緒にcloneが必要
        // javaの記事では書き忘れたがシリアライズ・デシリアライズでも良い
        // （今回は割愛）
        public int ItemId { get; set; }
        public string ItemName { get; set; }

        // MemberwiseCloneメソッドを使用
        public CloneableItem Clone()
        {
            // Object型で返ってくるのでキャストが必要
            return (CloneableItem)MemberwiseClone();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace CloneTest

{

class CloneableItem

{

// ミュータブルの参照型変数を含む場合はそれも一緒にcloneが必要

// javaの記事では書き忘れたがシリアライズ・デシリアライズでも良い

// （今回は割愛）

public int ItemId { get; set; }

public string ItemName { get; set; }

// MemberwiseCloneメソッドを使用

public CloneableItem Clone()

{

// Object型で返ってくるのでキャストが必要

return (CloneableItem)MemberwiseClone();

}

・ItemCloneMain.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace CloneTest
{
    class ItemCloneMain
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("［参照先のみコピーした場合］");
            CloneableItem cloneableItem1 = new CloneableItem();
            cloneableItem1.ItemId = 1;
            cloneableItem1.ItemName = "sword";
            Console.WriteLine
                ("コピー前のコピー元オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem1.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem1.ItemName);
            CloneableItem cloneableItem2 = cloneableItem1;
            Console.WriteLine
                ("コピー後のコピー元オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem1.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem1.ItemName);
            Console.WriteLine
                ("コピー後のコピー先オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem2.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem2.ItemName);
            cloneableItem2.ItemId = 2;
            cloneableItem2.ItemName = "shield";
            Console.WriteLine
                ("編集後のコピー元オブジェクト　：ID=" +
                 cloneableItem1.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem1.ItemName);
            Console.WriteLine
                ("編集後のコピー先オブジェクト　：ID=" +
                 cloneableItem2.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem2.ItemName);

            Console.WriteLine("［参照先のみコピーした場合］");
            CloneableItem cloneableItem3 = new CloneableItem();
            cloneableItem3.ItemId = 3;
            cloneableItem3.ItemName = "armor";
            Console.WriteLine
                ("コピー前のコピー元オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem3.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem3.ItemName);
            CloneableItem cloneableItem4 = cloneableItem3.Clone();
            Console.WriteLine
                ("コピー後のコピー元オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem3.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem3.ItemName);
            Console.WriteLine
                ("コピー後のコピー先オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem4.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem4.ItemName);
            cloneableItem4.ItemId = 4;
            cloneableItem4.ItemName = "helm";
            Console.WriteLine
                ("編集後のコピー元オブジェクト　：ID=" +
                 cloneableItem3.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem3.ItemName);
            Console.WriteLine
                ("編集後のコピー先オブジェクト　：ID=" +
                 cloneableItem4.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem4.ItemName);

            Console.ReadKey(true);
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace CloneTest

{

class ItemCloneMain

{

static void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("［参照先のみコピーした場合］");

CloneableItem cloneableItem1 = new CloneableItem();

cloneableItem1.ItemId = 1;

cloneableItem1.ItemName = "sword";

Console.WriteLine

("コピー前のコピー元オブジェクト：ID=" +

cloneableItem1.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem1.ItemName);

CloneableItem cloneableItem2 = cloneableItem1;

Console.WriteLine

("コピー後のコピー元オブジェクト：ID=" +

cloneableItem1.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem1.ItemName);

Console.WriteLine

("コピー後のコピー先オブジェクト：ID=" +

cloneableItem2.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem2.ItemName);

cloneableItem2.ItemId = 2;

cloneableItem2.ItemName = "shield";

Console.WriteLine

("編集後のコピー元オブジェクト　：ID=" +

cloneableItem1.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem1.ItemName);

Console.WriteLine

("編集後のコピー先オブジェクト　：ID=" +

cloneableItem2.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem2.ItemName);

Console.WriteLine("［参照先のみコピーした場合］");

CloneableItem cloneableItem3 = new CloneableItem();

cloneableItem3.ItemId = 3;

cloneableItem3.ItemName = "armor";

Console.WriteLine

("コピー前のコピー元オブジェクト：ID=" +

cloneableItem3.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem3.ItemName);

CloneableItem cloneableItem4 = cloneableItem3.Clone();

Console.WriteLine

("コピー後のコピー元オブジェクト：ID=" +

cloneableItem3.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem3.ItemName);

Console.WriteLine

("コピー後のコピー先オブジェクト：ID=" +

cloneableItem4.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem4.ItemName);

cloneableItem4.ItemId = 4;

cloneableItem4.ItemName = "helm";

Console.WriteLine

("編集後のコピー元オブジェクト　：ID=" +

cloneableItem3.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem3.ItemName);

Console.WriteLine

("編集後のコピー先オブジェクト　：ID=" +

cloneableItem4.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem4.ItemName);

Console.ReadKey(true);

}

【実行結果】

［参照先のみコピーした場合］
コピー前のコピー元オブジェクト：ID=1 NAME=sword
コピー後のコピー元オブジェクト：ID=1 NAME=sword
コピー後のコピー先オブジェクト：ID=1 NAME=sword
編集後のコピー元オブジェクト　：ID=2 NAME=shield
編集後のコピー先オブジェクト　：ID=2 NAME=shield
［参照先のみコピーした場合］
コピー前のコピー元オブジェクト：ID=3 NAME=armor
コピー後のコピー元オブジェクト：ID=3 NAME=armor
コピー後のコピー先オブジェクト：ID=3 NAME=armor
編集後のコピー元オブジェクト　：ID=3 NAME=armor
編集後のコピー先オブジェクト　：ID=4 NAME=helm

［参照先のみコピーした場合］

コピー前のコピー元オブジェクト：ID=1 NAME=sword

コピー後のコピー元オブジェクト：ID=1 NAME=sword

コピー後のコピー先オブジェクト：ID=1 NAME=sword

編集後のコピー元オブジェクト　：ID=2 NAME=shield

編集後のコピー先オブジェクト　：ID=2 NAME=shield

［参照先のみコピーした場合］

コピー前のコピー元オブジェクト：ID=3 NAME=armor

コピー後のコピー元オブジェクト：ID=3 NAME=armor

コピー後のコピー先オブジェクト：ID=3 NAME=armor

編集後のコピー元オブジェクト　：ID=3 NAME=armor

編集後のコピー先オブジェクト　：ID=4 NAME=helm

いかがでしたでしょうか？

C#は後発言語であるため、記述を簡略化できる場面が多いです。
今回紹介したディープコピーの例もそうですし、getter・setterの記法もC#だと簡略化できます（今回のサンプルコード中にも出てきます）。
javaを触った後にC#を触ると、こうした細かい所で便利さを感じます。

これからも、C#に関する記事を投稿していきたいと思います！

2020年4月27日

C#でのHelloWorld（フォームアプリ）

今回は、C#のフォームアプリについて、HelloWorldを表示するアプリケーションを作成したいと思います。
単純に手順通りにHelloWorldを表示させるだけだと今後の開発でつまずきかねないので、「Visual Studio Community」というIDEが何をしていてなぜ動くのかということも簡単に補足しています。

【手順】

１．Visual Studio Community を開く。

２．「ファイル > スタートページ」でスタートページを表示させ、スタートページ上の「新しいプロジェクトを作成」をクリック。

３．「Windowsフォームアプリケーション」を選択する。名前は任意で良い。これで「OK」を押下すると、「場所」で指定した場所にプロジェクト（作業フォルダ）が生成される。

４．画面左の「ツールボックス」をクリックしてツールボックスを表示させる。

５．ツールボックスの「すべてのWindowsフォーム」から「Button」をクリックし、Form上にドラッグする。同様に、「Label」をクリックし、Form上にドラッグする。「Label」に関しては、右下のプロパティの「Text」で表示されている文字を削除しCtrl+Sで保存する（ここに書かれている文字はフォーム上で初期状態で表示される）。

６．Form上のボタンをダブルクリックするとソースコードの編集画面になる。ソースコードは下記を入力する。入力したらCtrl+Sで保存する。

// 今後アプリケーションを拡張する上での参考のため、コメントを付与する。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms; // フォームアプリ用の共通部品を提供するクラス

namespace HelloWorld2
{
    // 雛形のFormを派生させ、Form1を作成。
    // このソースファイルにはForm1で必要な処理のみ記述する。
    // partialクラスなので、Form1のソースファイルは標準で別に存在する。
    // (標準で用意されているソースファイルにはMainメソッド等が存在する)
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        // メソッド名は、画面右下のプロパティの(Name)と結びつく。
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            // ラベルのオブジェクト名は、画面右下のプロパティの(Name)と結びつく。
            label1.Text = "Hello World!";
        }
    }
}

// 今後アプリケーションを拡張する上での参考のため、コメントを付与する。

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.ComponentModel;

using System.Data;

using System.Drawing;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.Windows.Forms; // フォームアプリ用の共通部品を提供するクラス

namespace HelloWorld2

{

// 雛形のFormを派生させ、Form1を作成。

// このソースファイルにはForm1で必要な処理のみ記述する。

// partialクラスなので、Form1のソースファイルは標準で別に存在する。

// (標準で用意されているソースファイルにはMainメソッド等が存在する)

public partial class Form1 : Form

{

public Form1()

{

InitializeComponent();

}

// メソッド名は、画面右下のプロパティの(Name)と結びつく。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

{

// ラベルのオブジェクト名は、画面右下のプロパティの(Name)と結びつく。

label1.Text = "Hello World!";

}

７．「開始」ボタンをクリックしてビルド・実行。ボタンをクリックし、ラベルに「Hello World!」と表示されることを確認する。

余談ですが、フォームアプリは「Visual Studio Community」が無くても作成可能です。
「System.Windows.Forms」がフォームアプリ用の共通部品を提供するクラスであるため、このクラスを取り込めばフォームアプリは作成可能です。
例えば、通常のテキストエディタで下記のソースコードを作成し、コンパイルすると、何もないフォームを作成できます。

「Visual Studio Community」を使用してフォームアプリ開発を行う理由は、「Visual Studio Community」が無いと開発できないからではなく、視覚的に操作でき共通処理も全て自動で記述してくれる「Visual Studio Community」の機能を用いることで生産性が劇的に向上するため、と言うことができます。

【サンプルコード】

・Sample.cs

using System;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;

class Sample
{
    static void Main()
    {
        Application.Run(new Form());
    }
}

using System;

using System.Drawing;

using System.Windows.Forms;

class Sample

{

static void Main()

{

Application.Run(new Form());

}

・コンパイルコマンド

C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Sample.cs

1	C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Sample.cs

いかがでしたでしょうか。

実際に作ってみて、簡単にGUI機能を持ったアプリを作れて驚いたというのが素直な印象です。
C#を仕事で使う必要がなかったとしても、ちょっとしたツールを作るためにC#を覚えるというのも良いと思いました。
C#の文法もjavaに似ていて覚えやすいので、java経験者であればその意味でつまずきにくいというのも大きな利点です。

これからも、C#について紹介していきたいと思いますので、よろしくお願いします！

2020年4月18日

C#でのHelloWorld（コンソールアプリ）

C#のコンソールアプリ（コンソール上で動くアプリケーション）をビルド（実行ファイルを作成）して実行手順をまとめてみました。IDEである Visual Studio Community を使う方法と、Windows OS に標準でついてくるコンパイラ csc.exe を使う方法を紹介します。

前者の方法については既にMicrosoftの公式ドキュメント等で公開されているのですが、環境次第では指示通り動かしても上手く動かないことがあるので、私の環境（Windows8.1、Visual Studio Community 2017、元々別件作業で入れたものなのでビルドに関する設定を弄ってしまったかもしれない）で試した手順を参考のため載せます。
（Visual Studio Community のインストール手順は省略します）

後者の方法については、Visual Studio Community が入っていない環境でビルドする際に便利です。

【Visual Studio Community を使う方法】

１．Visual Studio Community を開く。

２．「ファイル > スタートページ」でスタートページを表示させ、スタートページ上の「新しいプロジェクトを作成」をクリック。

３．「コンソールアプリ」を選択する。名前は任意で良い。これで「OK」を押下すると、「場所」で指定した場所にプロジェクト（作業フォルダ）が生成される。

４．ビルド設定を確認する。「プロジェクト > (プロジェクト名)のプロパティ」の「ビルド」リボンでは、どのフォルダに実行ファイルが出力されるのかを確認できる（画面左上）。また、「ツール > オプション」の「プロジェクトおよびソリューション > ビルド/実行」にて、「実行時に、プロジェクトが最新の状態ではないとき」が「常にビルドする」を設定すると、ソースコード等を更新してから実行する際に自動的にビルドされるようになる（画面右下）。

５．「Program.cs」を下記のように書き換え、「ファイル > Program.cs の保存」を押下するか Ctrl+S で保存する。「Console.WriteLine(“Hello World!”);」は画面上に「Hello World!」と出力する命令である。また、「Console.ReadKey(true);」はキーの入力待ちをする命令である（この命令がないと、設定次第では画面上に「Hello World!」と出力されてから一瞬でコンソールが閉じられてしまい、動作を確認できなくなることがある）。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

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

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace HelloWorld

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("Hello World!");

Console.ReadKey(true);

}

６．「開始」ボタンを押下するかF5キーを押下して実行する。実行すると、４の手順で確認したフォルダに実行ファイル（～.exe）が生成され、コンソール上でプログラムが実行される。以降、実行ファイルをダブルクリックすることで、Visual Studio Community 上でなくてもプログラムを実行することができるようになる（実行ファイルの配布等が可能になる）。

【csc.exe を使う方法】

１．任意のフォルダ（今回は C:\tmp\）で「Program.cs」というファイル名でファイルを作成し、任意のテキストエディタで以下の内容を入力する。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

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

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace HelloWorld

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("Hello World!");

Console.ReadKey(true);

}

２．「C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319」に「csc.exe」が存在することを確認する。環境次第では「v4.0.30319」というフォルダがないかもしれないので、その場合は別のバージョンのフォルダを使用する。

３．コマンドプロンプトを立ち上げ、１の手順で使用したフォルダへcdコマンドで移動した後、２の手順で確認したcsc.exeを使用してビルドを行う。コマンドとしては下記のように打ち込む。

c:\＞cd c:\tmp

c:\tmp＞C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Program.cs
Microsoft (R) Visual C# Compiler version 4.7.3062.0
for C# 5
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.

This compiler is provided as part of the Microsoft (R) .NET Framework, but only
supports language versions up to C# 5, which is no longer the latest version. Fo
r compilers that support newer versions of the C# programming language, see http
://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=533240


c:\tmp＞

c:\＞cd c:\tmp

c:\tmp＞C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319\csc.exe Program.cs

Microsoft (R) Visual C# Compiler version 4.7.3062.0

for C# 5

This compiler is provided as part of the Microsoft (R) .NET Framework, but only

supports language versions up to C# 5, which is no longer the latest version. Fo

r compilers that support newer versions of the C# programming language, see http

://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=533240

c:\tmp＞

４．実行ファイル（Program.exe）が１のフォルダ上に生成されるので、下記のようなコマンドを入力して実行する。なお、実行ファイルを直接ダブルクリックすることでも実行できる。

c:\tmp＞Program.exe
Hello World!

c:\tmp＞

c:\tmp＞Program.exe

Hello World!

c:\tmp＞

いかがでしたでしょうか？

今回、初めてC#の記事を上げてみました。
文法はjavaに近いので、javaに慣れている方ならC#にも馴染みやすいのではないかと思います。
また、Microsoft社が開発した言語だけあって、Windowsとの相性は抜群で、今回の記事で紹介したようにコンパイラや実行環境もOS標準で入っています。
Windows用のアプリを作りたい時や、Windows向けにちょっとしたツールを作りたい時に適しているのではないかと思います。

今後もC#の記事を上げていきたいと思いますので、よろしくお願いします！