キーワード (C Sharp)

この項目では、プログラミング言語の1つであるC#におけるキーワードに関して説明する。

この項目は、プログラムの細かい説明には立ち入らず、他の言語と比較できるような説明を目的としている。

 C#のキーワードの特徴 
C#にはいわゆる予約語としてのキーワードの他、
特定の文脈においてだけ意味を持つ文脈キーワードを持つ。

 予約語としてのキーワード 
以下の77語が、予約語としてのキーワードとして指定されている。
予約語は初めのバージョンであるC# 1.0より追加されていない。(使用可能な文脈が増えたものは存在する)

abstract as base bool break 
byte case catch char checked 
class const continue decimal default 
delegate do double else enum 
event explicit extern false finally
fixed float for foreach goto 
if implicit in int interface 
internal is lock long namespace 
new null object operator out 
override params private protected public 
readonly ref return sbyte sealed 
short sizeof stackalloc static string
struct switch this throw true 
try typeof uint ulong unchecked 
unsafe ushort using virtual void 
volatile while 

 文脈キーワード 
文脈キーワードは、特定の文脈以外では識別子として使用できる。
C#では文脈キーワードが積極的に利用されており、機能追加の際に度々追加されている。

以下に文脈キーワードが初めに導入されたバージョンを示す。

 C# 1.0
 名前空間に関するもの alias global 
 プロパティ、インデクサ、イベントadd get remove set value 
 C# 2.0
 総称型制約 where 
 部分型 partial 
 反復子ブロック yield 
 C# 3.0
 暗黙型 var 
 クエリ式 ascending by descending equals from group into join let on orderby select 
 C# 4.0
 動的型 dynamic 
 C# 5.0
 非同期処理 async await 
 C# 6.0
 nameof演算子 nameof 
 例外フィルタ when 
 C# 7.0 
 値の破棄 _ 
 C# 8.0 
 総称型null非許容制約 notnull 
 C# 9.0 
 record型 record 
 init専用アクセサ init with 
 パターンマッチング拡張 and or not 
 ネイティブ相互運用 nint nuint 
 最上位レベルステートメント args 
 C# 11.0 
 必須メンバー required
 参照スコープ scoped
 ファイルローカル型 file

 予約済み識別子 
連続した2つのアンダースコア__を含む識別子は、処理系によって予約されている。例えば__で始まる拡張キーワードを提供する処理系があるかもしれない。

 キーワードを識別子として使用する 
全てのキーワードは@intのように@で修飾することで識別子として扱うことができる。
通常の識別子も@で修飾することができ、修飾されていない状態の識別子と同等に扱われる。

 型に関するキーワード 

 型名 
 型名を表すキーワードは共通型システムの型のエイリアスである。
 Javaのようなプリミティブ型とラッパークラスの区別は無い。

 byte, sbyte, ushort, short, uint, int, ulong, long 
 8,16,32,64bitの符号有/無 整数型
 CやC++と異なり、1語で1つの整数型を表す。

 nint (文脈), nuint (文脈) 
 ネイティブの符号有/無 整数型 (C# 9.0以降)

 float, double 
 32,64bitの浮動小数点数型

 decimal 
 十進浮動小数点型

 bool 
 ブーリアン型

 char 
 Unicode 16ビット文字型

 object 
 全ての型の基底となる型

 string 
 Unicode 16ビット文字のシーケンスを表す文字列型

 void 
 戻り値が無いことを表す
 unsafeコンテキスト内でvoid*の形式で汎用ポインタを表す

 var (文脈) 
 初期化式から型推論を行う暗黙型

 dynamic (文脈) 
 バインドが実行時まで遅延される動的型

 ユーザ定義型のキーワード 

 class, struct 
 ユーザ定義のクラス、構造体を宣言する

C++では、クラスと構造体の違いは可視性の既定値が異なるのみであるのに対し、
C#では、構造体は値型で継承不可など、クラスとの差異が大きい。

 record (文脈) 
 ユーザ定義のレコード型を宣言する (C# 9.0以降)
 ユーザ定義のレコード構造体を宣言する (C# 10.0以降)

 interface 
 ユーザ定義のインターフェイスを宣言する

 delegate 
 ユーザ定義のデリゲート型を宣言する
 匿名メソッド式を開始する

 enum 
 ユーザ定義の列挙型を宣言する

Javaでは、列挙型がクラスの延長であるのに対し、
C#では、整数型を型安全に扱うための機能である

 値(リテラル) 

 null 
 参照型の参照先が存在しないことを表す
 Nullable型の保持する値が存在しないことを表す

 true, false 
 ブーリアン型の定数を表す
 true, false演算子をオーバーロードしたクラスは、条件式として利用できる

 default 
 各型の初期値を表す
 参照型ではnullとして扱われる
 値型ではすべてのフィールドがゼロ初期化された状態として扱われる

 名前空間 

 namespace 
 内包するコードが、どの名前空間に所属するかを宣言する

 using 
 using 完全修飾名前空間名;の形式で名前空間を指定することで、その名前空間の型を修飾せずに使用できる
 using static 完全修飾型名;の形式で完全修飾型名を指定することで、その型の静的メンバーを型名で修飾せずに使用できる
 using エイリアス名 = 完全修飾[型/名前空間]名;の形式で、名前空間または型のエイリアスを指定する

 global (文脈) 
 global::完全修飾[型/名前空間]名の形式で、ルート名前空間を指定する
 ルート名前空間と現在の文脈での識別子が重複した場合に、ルート名前空間を明示できる。
 global using 完全修飾名前空間名;の形式で名前空間を指定することで、同一プロジェクト全体でその名前空間の型を修飾せずに使用できる (C# 10.0以降)

 alias (文脈) 
 extern alias エイリアス名;の形式で、参照するアセンブリに外部エイリアスを指定する
 参照する複数のアセンブリ間で名前空間が重複した場合に、いずれのアセンブリであるかを明示できる。

 修飾子 

 可視性、アクセス可能性 

 private, internal, protected, public 
 型、メンバー宣言の際、先頭に指定することで可視性を制御する
 private, private protected, internal, protected, protected internal, publicの6種類の可視性がある

C#では、未指定時の既定値は選択肢の中で最小のものとなる。
対して、Javaでは未指定時はパッケージ内から可視となる。

 file (文脈) 
 型宣言の際、先頭に指定することで可視性を同一ファイル内に制限する (C#11以降)

 virtual 
 仮想メンバーであることを表す
 C#ではメンバーは既定で非仮想であるため、明示的に仮想 (virtual) を宣言する必要がある

 abstract 
 抽象クラスであることを表す
 抽象メンバーであることを表す。抽象クラス内でのみ利用できる。C++における純粋仮想関数に相当する。

 override 
 基底クラスのメンバーをオーバーライドすることを表す

 new 
 基底クラスのメンバーを隠蔽することを表す

 sealed 
 シールクラスであることを表す
 シールメンバーであることを表す。overrideと同時に宣言される

 static 
 静的メンバーであることを表す。
 静的クラスであることを表す。静的クラスは静的メンバーのみを含む
 静的ローカル関数であることを表す。 (C#8.0以降)

 const 
 定数 (定数フィールド、ローカル定数) を表す

 readonly 
 コンストラクタ内で初期化され、その後変更されないフィールドを表す
 readonly構造体であることを表す。readonly構造体のフィールドは全てreadonly指定されている必要がある

 required (文脈) 
 フィールドまたはプロパティが、必須項目であり初期化しなければならないことを表す (C#11以降)

 ref 
 ref構造体であることを表す。ref構造体は常にスタックに確保され、ボックス化されない

 volatile 
 フィールドが複数のスレッドによって変更されうることを表し、単一スレッド前提の最適化を防止する。

 extern 
 メソッドが外部アセンブリ (DLL) で実装されることを表す

 partial (文脈) 
 クラスが複数のファイルに分かれて実装されていることを表す
 メソッドが同一アセンブリ内の別の場所で実装されていることを表す

 文脈の宣言 

 unsafe 
 unsafe文脈を宣言する

 async (文脈) 
 メソッドまたはラムダ式を修飾し、非同期文脈を宣言する

 using 
 リソース解放を確実に行うブロックを宣言する

 lock 
 モニターロックを行うブロックを宣言する

 文に関するキーワード 

 制御構造 

 if, else 

 for 

 foreach, in 

 while, do 

 switch, case, default 

 break 

 continue 

 goto 

 return 

 try, catch, finally, throw 

 when (文脈) 
 switch文のcaseラベルでフィルター条件を指定する
 例外処理のcatch句でフィルター条件を指定する

 checked, unchecked 
 整数演算のオーバーフローの有無を制御する

 fixed 
 変数の固定を行い、ガベージコレクターによる再配置を防止する
 構造体内に固定サイズの配列を作成する

 総称型に関するキーワード 

 in, out 
 型引数の共変性、反変性を表す

 where (文脈) 
 型引数の制約条件を表す

 new 
 型引数の制約条件の最後にnew()を指定することで、引数無のコンストラクタが必要であることを指定する

 unmanaged (文脈) 
 型引数の制約条件に指定することで、ポインタ化可能な型であることを条件指定する

 notnull (文脈) 
 型引数の制約条件の先頭に指定することで、null非許容型であることを条件指定する

 演算子 

 new 
 コンストラクタを呼び出してインスタンスを生成する

 as, is 
 インスタンスの型を検査し、安全なキャストを行う

 await (文脈) 
 非同期処理を待機する
 await foreachの組み合わせで、非同期ストリームを待機する (C#8.0以降)

 nameof (文脈) 
 対象の変数、型、メンバーの単純名を取得する

 typeof 
 対象の型の型オブジェクトを取得する

 sizeof 
 対象の型のバイト単位のサイズを取得する

 stackalloc 
 スタックにメモリを割り当てる
 unsafe文脈内において、割り当てられたメモリをポインタ型の変数に代入可能
 割り当てられたメモリをSpan<T>型の変数に代入可能

 with (文脈) 
 元のインスタンスの指定した箇所を書き換えた複製を作成する (C# 9.0以降)

 and (文脈), or (文脈), not (文脈) 
 パターンマッチングにおいて、パターンの論理積・論理和・論理否定を指定する (C# 9.0以降)

 アクセスのためのキーワード 

 this 
 自インスタンスのメンバーにアクセスする
 静的メソッドの第一引数の型を修飾することで、拡張メソッドを表す

 base 
 基底クラスのメンバーにアクセスする

 引数の評価戦略 

 ref 
 参照渡しを表す

 out 
 呼び出し先で初期化される、参照渡しを表す

 in 
 読み取り専用の参照渡しを表す (C# 7.2以降)

 scoped (文脈) 
 ref, out, in を後ろに伴って、参照のスコープをメソッド内に制限する (C#11以降)

 params 
 可変長引数を表す

 メンバー定義 

 型変換 

 explicit, implicit 
 明示的/暗黙的な型変換を定義する

 演算子 

 operator 
 利用者定義演算子を定義する

 プロパティ、インデクサ 

 get (文脈), set (文脈), init (文脈), value (文脈) 
 get,setアクセサを宣言する
 initアクセサ は 初期化時限定のsetアクセサを表す (C# 9.0以降)
 valueはset,initアクセサ内で、引数を表す

 イベント 

 event 
 イベントメンバーを宣言する

 add (文脈), remove (文脈), value (文脈) 
 カスタムイベントの実装で、add,removeアクセサを宣言する
 valueはadd,removeアクセサ内で、引数を表す

 反復子 

 yield (文脈) 
 反復子ブロックで、値の生成と終了を指示する
yield return 戻り値; : 値を生成する
yield break; : 値の生成を終了する

 クエリキーワード 
LINQのクエリ式で利用されるキーワードのうち、予約語はinのみで、他は全て文脈キーワードである。

 from (文脈), in 
 データソースを指示する
from 範囲変数 in データソース

 where (文脈) 
 データのフィルタリングを指示する
where 条件式

 group (文脈), by (文脈) 
 グループ化を指示する
group グループ化対象 by キー項目

 join (文脈), in, on (文脈), equals (文脈) 
 結合を指示する
join 範囲変数 in データソース on 左側キー項目 equals 右側キー項目 

 select (文脈) 
 クエリの結果として生成されるデータの形式を指示する
select 生成される要素

 into (文脈) 
 グループ化や結合の結果を新たな範囲変数に格納する
into 範囲変数

 let (文脈) 
 サブ式の結果を新たな範囲変数に格納する
let 範囲変数 = サブ式

 orderby (文脈), ascending (文脈), descending (文脈) 
 昇順または降順の並べ替えを指示する
orderby キー項目 ascending 
orderby キー項目 descending