C#のImmutableList入門：不変性がもたらす安全なプログラミング

2024年8月28日

C#のImmutableList<T>入門：不変性がもたらす安全なプログラミング

こんにちは、C#プログラミングの冒険者たち！今日は、C#の中でも特別な存在、「ImmutableList<T>」について詳しくご紹介します。「一度作ったら変更できないリスト」って聞いたことはありますか？それがImmutableList<T>です。

ImmutableList<T>とは？C#での不変データ構造の王者

ImmutableList<T>は、C#プログラミングにおいて、一度作成されると内容を変更できない特殊なリスト構造です。通常のList<T>とは異なり、要素の追加、削除、変更などの操作を行うと、新しいリストが生成されます。これにより、データの整合性を保ち、予期せぬ変更を防ぐことができます。

では、実際にImmutableList<T>を使ってみましょう。以下のコード例を見てください：

using System;
using System.Collections.Immutable;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // ImmutableList<T>の作成
        ImmutableList<string> fruits = ImmutableList.Create<string>();

        // 要素の追加（新しいリストを生成）
        fruits = fruits.Add("リンゴ");
        fruits = fruits.Add("バナナ");
        fruits = fruits.Add("オレンジ");

        Console.WriteLine("フルーツリスト:");
        foreach (var fruit in fruits)
        {
            Console.WriteLine(fruit);
        }

        // 要素の挿入（新しいリストを生成）
        fruits = fruits.Insert(1, "メロン");

        Console.WriteLine("\nメロンを追加した後のリスト:");
        foreach (var fruit in fruits)
        {
            Console.WriteLine(fruit);
        }

        // 要素の削除（新しいリストを生成）
        fruits = fruits.Remove("バナナ");

        Console.WriteLine("\nバナナを削除した後のリスト:");
        foreach (var fruit in fruits)
        {
            Console.WriteLine(fruit);
        }

        // 要素の置換（新しいリストを生成）
        fruits = fruits.Replace("リンゴ", "青リンゴ");

        Console.WriteLine("\nリンゴを青リンゴに置換した後のリスト:");
        foreach (var fruit in fruits)
        {
            Console.WriteLine(fruit);
        }

        // インデックスを使用して要素にアクセス
        Console.WriteLine($"\n2番目の要素: {fruits[1]}");

        // リストの長さを取得
        Console.WriteLine($"\nリストの長さ: {fruits.Count}");
    }
}

このコードを実行すると、ImmutableList<T>の基本的な操作と不変性の特徴が分かります。フルーツのリストを管理していますが、各操作（追加、挿入、削除、置換）が新しいリストを生成していることに注目してください。