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。

1. C#のキーワードの特徴
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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。

1.1. 予約語としてのキーワード
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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。

abstract as base bool breakbyte case catch char checkedclass const continue decimal defaultdelegate do double else enumevent explicit extern false finallyfixed float for foreach gotoif implicit in int interfaceinternal is lock long namespacenew null object operator outoverride params private protected publicreadonly ref return sbyte sealedshort sizeof stackalloc static stringstruct switch this throw truetry typeof uint ulong uncheckedunsafe ushort using virtual voidvolatile while

1.2. 文脈キーワード
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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

1.3. 予約済み識別子
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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。

1.4. キーワードを識別子として使用する
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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。

2. 型に関するキーワード
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2.1. 型名
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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。

2.1.1. byte, sbyte, ushort, short, uint, int, ulong, long
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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。

2.1.2. nint , nuint 
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ネイティブの符号有/無 整数型 

2.1.3. float, double
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32,64bitの浮動小数点数型

2.1.4. decimal
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十進浮動小数点型

2.1.5. bool
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ブーリアン型

2.1.6. char
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Unicode 16ビット文字型

2.1.7. object
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全ての型の基底となる型

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

2.1.9. void
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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

2.1.10. var 
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初期化式から型推論を行う暗黙型

2.1.11. dynamic 
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バインドが実行時まで遅延される動的型

2.2. ユーザ定義型のキーワード
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2.2.1. class, struct
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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。

2.2.2. record 
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ユーザ定義のレコード型を宣言する 

2.2.3. interface
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ユーザ定義のインターフェイスを宣言する

2.2.4. delegate
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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

2.2.5. enum
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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

3. 値
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3.1. null
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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

3.2. true, false
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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

3.3. default
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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

4. 名前空間
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4.1. namespace
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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

4.2. using
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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

4.3. global 
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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。

4.4. alias 
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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。

5. 修飾子
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5.1. 可視性、アクセス可能性
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5.1.1. private, internal, protected, public
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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。

5.1.2. virtual
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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  を宣言する必要がある

5.1.3. abstract
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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。

5.1.4. override
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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

5.1.5. new
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基底クラスのメンバーを隠蔽することを表す

5.1.6. sealed
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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

5.1.7. static
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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。 

5.1.8. const
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定数  を表す

5.1.9. readonly
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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

5.1.10. ref
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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

5.1.11. volatile
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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。

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

5.1.13. partial 
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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

6. 文脈の宣言
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6.1. unsafe
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unsafe文脈を宣言する

6.2. async 
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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

6.3. using
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リソース解放を確実に行うブロックを宣言する

6.4. lock
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モニターロックを行うブロックを宣言する

7. 文に関するキーワード
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7.1. 制御構造
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7.1.1. if, else
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7.1.2. for
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7.1.3. foreach, in
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7.1.4. while, do
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7.1.5. switch, case, default
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7.1.6. break
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7.1.7. continue
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7.1.8. goto
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7.1.9. return
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7.1.10. try, catch, finally, throw
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7.1.11. when 
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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

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

7.1.13. fixed
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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

8. 総称型に関するキーワード
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8.1. in, out
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型引数の共変性、反変性を表す

8.2. where 
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型引数の制約条件を表す

8.3. new
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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

8.4. unmanaged 
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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

8.5. notnull 
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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

9. 演算子
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9.1. new
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コンストラクタを呼び出してインスタンスを生成する

9.2. as, is
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インスタンスの型を検査し、安全なキャストを行う

9.3. await 
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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 

9.4. nameof 
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対象の変数、型、メンバーの単純名を取得する

9.5. typeof
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対象の型の型オブジェクトを取得する

9.6. sizeof
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対象の型のバイト単位のサイズを取得する

9.7. stackalloc
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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型の変数に代入可能

9.8. with 
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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 

9.9. and , or , not 
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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 

10. アクセスのためのキーワード
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10.1. this
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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

10.2. base
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基底クラスのメンバーにアクセスする

11. 引数の評価戦略
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11.1. ref
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参照渡しを表す

11.2. out
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呼び出し先で初期化される、参照渡しを表す

11.3. in
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読み取り専用の参照渡しを表す 

11.4. params
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可変長引数を表す

12. メンバー定義
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12.1. 型変換
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12.1.1. explicit, implicit
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明示的/暗黙的な型変換を定義する

12.2. 演算子
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12.2.1. operator
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利用者定義演算子を定義する

12.3. プロパティ、インデクサ
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12.3.1. get , set , init , value 
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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 
valueはset,initアクセサ内で、引数を表す

12.4. イベント
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12.4.1. event
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イベントメンバーを宣言する

12.4.2. add , remove , value 
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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

12.5. 反復子
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12.5.1. yield 
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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

13. クエリキーワード
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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。

13.1. from , in
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データソースを指示するfrom 範囲変数 in データソース

13.2. where 
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データのフィルタリングを指示するwhere 条件式

13.3. group , by 
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グループ化を指示するgroup グループ化対象 by キー項目

13.4. join , in, on , equals 
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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

13.5. select 
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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

13.6. into 
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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

13.7. let 
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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

13.8. orderby , ascending , descending 
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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

14. その他
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14.1. 1文字のアンダースコア 
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1文字のアンダースコア_はC#では識別子として使用できるが、C# 7.0で導入された値の破棄では、文脈によってダミー変数として振る舞う。Java 9でもアンダースコアがキーワードに指定された。C#では文脈による判断を行うことで破壊的変更を防いでいる。

14.2. args 
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最上位ステートメントにおいて、コマンドライン引数を表す 
最上位ステートメントにおいては@argsを識別子として別途定義することはできない

15. キーワードを使わない構文
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他言語ではキーワードを利用するが、C#ではキーワードを利用しない例を示す。

15.1. 継承
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C#ではC++の継承の構文を引き継いでおり、:の後ろに継承するクラスと実装するインターフェイスを,区切りで記述する。

Javaでは、継承にはextendsキーワードを、実装にはimplementsキーワードをそれぞれ利用する。

15.2. プロパティ
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C#では専用の構文でプロパティ宣言を行う。

Delphi  ではpropertyキーワードを利用する
VB.NETではPropertyキーワードを利用する

16. 脚注
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17. 関連項目
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予約語
C#
C#のデータ型