C#における配列の戻り値とは？メソッド作成時の注意点を解説

C#
プログラミング言語

公開日時: 2020-07-22 　更新日時: 2022-06-01

この記事でわかること

システム エンジニア: C#で配列の戻り値を使用するときのポイントはありますか？

プロジェクト マネージャー: 返却する配列の要素数は何個でも構いませんが、メソッド側でnullを返却しないようにするなどの注意点があります。

C#における配列の戻り値について

今回は、C#における配列の戻り値について説明します。C#ではメソッドの戻り値を配列にできます。その際、配列の要素数に決まりはなく、参照渡しで返却されます。

C#における配列の戻り値に興味のある方はぜひご覧ください。

配列の戻り値

C#ではメソッドの戻り値を配列にできます。

実際のソースコードを見てみましょう。


 public class Hello{
  public static void Main() {
  // 配列の返却
  int [] array = makeArray();
  foreach ( int item in array ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  }
  
  public static int [] makeArray() {
  int [] array = { 0, 1, 2 };
  return array;
  } 
 }

public class Hello{

public static void Main() {

// 配列の返却

int [] array = makeArray();

foreach ( int item in array ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

public static int [] makeArray() {

int [] array = { 0, 1, 2 };

return array;

}

実行結果は以下のようになります。

 0
 1
 2

このように、C#ではメソッドの戻り値を配列にできます。

配列の要素数は何個でもよい

上記で戻り値を配列にするプログラムを紹介しました。その際、返却する配列の要素数は何個でも構いません。

実際のソースコードを見てみましょう。


 using System.Collections.Generic;
 public class Hello{
  public static void Main() {
  // 配列の返却
  int [] array = makeArray(5);
  foreach ( int item in array ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  }
  
  public static int [] makeArray(int arraySize) {
  // 引数チェック
  if (arraySize <= 0) {
  return null;
  }
  
  // Listの生成
  var list = new List<int>();
  for (int i=0; i<arraySize; i++) {
  list.Add(i);
  }
  // 配列にして返却
  return list.ToArray();
  } 
 }

using System.Collections.Generic;

public class Hello{

public static void Main() {

// 配列の返却

int [] array = makeArray(5);

foreach ( int item in array ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

public static int [] makeArray(int arraySize) {

// 引数チェック

if (arraySize <= 0) {

return null;

}

// Listの生成

var list = new List<int>();

for (int i=0; i<arraySize; i++) {

list.Add(i);

}

// 配列にして返却

return list.ToArray();

}

実行結果は以下のようになります。

makeArray(5);とすると、要素数5の配列が返却されます。
makeArray(10);とすると、要素数10の配列が返却されます。

このように、返却する配列の要素数は何個でも構いません。

nullを返却しない

先ほどのサンプルプログラムで、makeArray(0);とするとどうなるでしょうか。

実行結果は以下のようになります。

 System.NullReferenceException: Object reference not set to an instance of an object

1	System.NullReferenceException: Object reference not set to an instance of an object

NullReferenceExceptionが発生しました。

nullを返却すると、呼び元で例外の考慮が必要になります。メソッド側でnullを返却しないようにすることで、呼び元でのNullReferenceException例外の考慮が不要になります。

実際のソースコードを見てみましょう。


 using System.Collections.Generic;
 public class Hello{
  public static void Main() {
  // 配列の返却
  int [] array = makeArray(0);
  foreach ( int item in array ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  }
  
  public static int [] makeArray(int arraySize) {
  // 引数チェック
  if (arraySize <= 0) {
  // 空配列の返却
  return new int[0];
  }
  
  // Listの生成
  var list = new List<int>();
  for (int i=0; i<arraySize; i++) {
  list.Add(i);
  }
  // 配列にして返却
  return list.ToArray();
  } 
 }

using System.Collections.Generic;

public class Hello{

public static void Main() {

// 配列の返却

int [] array = makeArray(0);

foreach ( int item in array ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

public static int [] makeArray(int arraySize) {

// 引数チェック

if (arraySize <= 0) {

// 空配列の返却

return new int[0];

}

// Listの生成

var list = new List<int>();

for (int i=0; i<arraySize; i++) {

list.Add(i);

}

// 配列にして返却

return list.ToArray();

}

NullReferenceExceptionは発生しなくなりました。

要素0の配列を返却することで、呼び元でのNullReferenceException例外の考慮が不要になります。C#で配列を返却するメソッドにおいて、nullを返却しないようにしましょう。

配列戻り値は参照渡し

C#では、配列戻り値は参照渡しになります。

それを確かめるための、実際のソースコードを見てみましょう。


 public class Hello{
  public static void Main() {
  // 配列の返却
  int [] retArray;
  
  ArrayTest arrayTest = new ArrayTest();
  // 配列の返却
  retArray = arrayTest.getArray();
  // 返却された配列(retArray)の表示
  foreach ( int item in retArray ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  // 返却された配列の変更
  foreach ( int item in retArray ) {
  retArray[item] += 10;
  }
  // retArrayの表示
  foreach ( int item in retArray ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  // ArrayTestクラスの配列を表示
  arrayTest.printArray();
  }
 }
 

 class ArrayTest{
  int [] array;
  public ArrayTest() {
  array = new int [5] { 0, 1, 2, 3, 4 };
  }
  
  public int [] getArray() {
  return array;
  }
  
  public void printArray() {
  foreach ( int item in array ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  }
 }

public class Hello{

public static void Main() {

// 配列の返却

int [] retArray;

ArrayTest arrayTest = new ArrayTest();

// 配列の返却

retArray = arrayTest.getArray();

// 返却された配列(retArray)の表示

foreach ( int item in retArray ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

// 返却された配列の変更

foreach ( int item in retArray ) {

retArray[item] += 10;

}

// retArrayの表示

foreach ( int item in retArray ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

// ArrayTestクラスの配列を表示

arrayTest.printArray();

}

class ArrayTest{

int [] array;

public ArrayTest() {

array = new int [5] { 0, 1, 2, 3, 4 };

}

public int [] getArray() {

return array;

}

public void printArray() {

foreach ( int item in array ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

実行結果は以下のようになります。

ArrayTestクラスから配列を返却し、戻り値の配列を変更した後にArrayTestクラスの配列を参照しています。

この結果から、C#での配列戻り値は参照渡しであることが分かります。

配列戻り値の値渡し

C#において、配列の戻り値を値渡しにするにはどうすればよいでしょうか。配列の戻り値をディープコピーすることで、値渡しが実現できます。

実際のソースコードを見てみましょう。


 public class Hello{
  public static void Main() {
  // 配列の返却
  int [] retArray;
  
  ArrayTest arrayTest = new ArrayTest();
  // 配列の返却
  retArray = arrayTest.getArray();
  // 値渡しを実現するためにDeepCopy
  int [] cpArray = new int [retArray.Length];
  System.Array.Copy(retArray, cpArray, retArray.Length);
  
  // cpArrayの表示
  foreach ( int item in cpArray ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  // cpArrayの変更
  foreach ( int item in cpArray ) {
  cpArray[item] += 10;
  }
  // cpArrayの表示
  foreach ( int item in cpArray ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  // ArrayTestクラスの配列を表示
  arrayTest.printArray();
  }
 }
 

 class ArrayTest{
  int [] array;
  public ArrayTest() {
  array = new int [5] { 0, 1, 2, 3, 4 };
  }
  
  public int [] getArray() {
  return array;
  }
  
  public void printArray() {
  foreach ( int item in array ) {
  System.Console.WriteLine(item);
  }
  }
 }

public class Hello{

public static void Main() {

// 配列の返却

int [] retArray;

ArrayTest arrayTest = new ArrayTest();

// 配列の返却

retArray = arrayTest.getArray();

// 値渡しを実現するためにDeepCopy

int [] cpArray = new int [retArray.Length];

System.Array.Copy(retArray, cpArray, retArray.Length);

// cpArrayの表示

foreach ( int item in cpArray ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

// cpArrayの変更

foreach ( int item in cpArray ) {

cpArray[item] += 10;

}

// cpArrayの表示

foreach ( int item in cpArray ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

// ArrayTestクラスの配列を表示

arrayTest.printArray();

}

class ArrayTest{

int [] array;

public ArrayTest() {

array = new int [5] { 0, 1, 2, 3, 4 };

}

public int [] getArray() {

return array;

}

public void printArray() {

foreach ( int item in array ) {

System.Console.WriteLine(item);

}

実行結果は以下のようになります。

DeepCopyには様々な方法がありますが、今回はSystem.Array.Copyを使用しました。このように、配列の戻り値をディープコピーすることで、値渡しが実現できます。

システム エンジニア: 配列の戻り値を値渡しにするには配列の戻り値をディープコピーすることで、値渡しが実現できるのですね。

プロジェクト マネージャー: はい。そのとおりです。実際のソースコードを参考にして、自分でもソースコードを書いてみましょう。

C#のソースコードを書いてみよう

C#ではメソッドの戻り値を配列にできます。その際、配列の要素数に決まりはなく、参照渡しで返却されます。

ぜひご自身でC#のソースコードを書いて、理解を深めてください。

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