CS2001～

C#コンパイラエラー CS8163 について解説：静的読み取り専用フィールドの参照返却エラーの原因と対策

2025-03-29更新日: 2025-03-29

CS8163は、C#のコンパイラエラーで、静的な読み取り専用フィールドから書き込み可能な参照を返そうとすると発生します。

例えば、static readonlyフィールド内の構造体などの値を参照渡しで返すとエラーになるため、返却方法を値渡しに変更することで修正できます。

目次から探す

エラーの特徴
- CS8163エラーの内容
- 静的読み取り専用フィールドについて
コード例による検証
- エラー発生コードの紹介
- エラー解析の詳細
修正方法の解説
- 値渡しへのリファクタリング
- 修正時の確認事項
実装に向けた検討事項
- コード修正の留意点
まとめ

エラーの特徴

CS8163エラーの内容

エラーメッセージの意味

CS8163エラーは、静的な読み取り専用フィールドを参照返却しようとした場合に発生するエラーです。

具体的には、static readonlyで宣言されたフィールドやそのメンバーを、書き込み可能な参照として返そうとすると、コンパイラがエラーを出力します。

このエラーは、フィールドが不変であるという前提を守るために設けられており、読み取り専用の制約を破る操作が禁止されています。

エラーメッセージは「静的な読み取り専用フィールドの各種フィールドを書き込み可能な参照渡しで返すことはできません」と表示されます。

参照渡しと値渡しの違い

参照渡しと値渡しは、値や変数を関数に渡す方法の違いを示します。

参照渡しでは、変数そのものの参照(アドレス)が渡されるため、関数内での変更が元のデータに影響します。
値渡しでは、変数のコピーが渡されるため、関数内での変更は元のデータには反映されません。

CS8163エラーの背景には、static readonlyフィールドを参照渡しとして返すと、そのフィールドが外部から書き換え可能になる可能性があり、意図しない挙動を引き起こすリスクがあるためです。

静的読み取り専用フィールドについて

static readonlyの特性

static readonlyは、静的なコンテキストで読み取り専用の値を保持するためのフィールドです。

宣言時または静的コンストラクタ内でのみ値を設定でき、変更できない値を確実に保つために利用されます。
複数のインスタンス間で同じ値を共有するため、プログラム全体の整合性を保つ役割を果たします。

この制約により、static readonlyフィールドは意図せずに変更されるリスクがなく、安全に利用できます。

構造体利用時の制約

構造体structをstatic readonlyフィールドで利用する場合、注意が必要です。

構造体は値型であり、コピーが発生する性質があります。
読み取り専用であっても、そのメンバーにアクセスして参照を返すと、書き込み可能なコピーが作られてしまう可能性があります。
そのため、構造体のメンバーに対して参照を返す操作は慎重に設計する必要があります。

コード例による検証

エラー発生コードの紹介

問題のコード例

以下のコードは、CS8163エラーが発生する問題のある例です。

コード内では、static readonlyフィールドとして定義された構造体のメンバーを参照として返そうとしています。

using System;
public class Test
{
    // 構造体の定義
    public struct S1
    {
        public char x;
    }
    // static readonlyフィールドとして構造体を定義
    public static readonly S1 s2 = new S1 { x = 'A' };
    // メソッドで読み取り専用のフィールドメンバーを参照返却しようとする例
    public ref char GetCharRef()
    {
        // ここでCS8163エラーが発生する
        return ref s2.x; // 読み取り専用フィールドから書き込み可能な参照を返そうとする
    }
    public static void Main()
    {
        Test test = new Test();
        // このコードはコンパイル時にCS8163エラーで失敗する
        Console.WriteLine(test.GetCharRef());
    }
}

// コンパイルエラー CS8163: 静的な読み取り専用フィールドの各種フィールドを書き込み可能な参照渡しで返すことはできません

発生箇所の解説

上記のコード例では、GetCharRefメソッド内でs2.xをrefとして返そうとしている部分がエラーの発生箇所となります。

s2はstatic readonlyであるため、コミットされた値を保証する存在です。
そのため、外部に対して書き込み可能な参照を提供することは、設計上許容されないためエラーとなります。

エラー解析の詳細

不適切な参照返却の例

不適切な参照返却がどのように問題となるかを理解するため、まずは対象となる箇所を確認します。

読み取り専用フィールドのメンバーであるため、直接内部を編集させることはできません。
書き込み可能な参照を返すと、呼び出し側で値を変更できるため、本来の意図である「読み取り専用」の保証が崩れるリスクがあります。

この点から、CS8163エラーが発生する理由は、参照渡しで返却する場合には内部の値が変わる可能性があるため、適切な設計を損ねる恐れがあることにあります。

修正方法の解説

値渡しへのリファクタリング

修正前のコード例

最初のコードは、参照渡しを試みたためにCS8163エラーが発生しました。

以下に修正前のコード例を示します。

using System;
public class Test
{
    // 構造体の定義
    public struct S1
    {
        public char x;
    }
    // static readonlyフィールドとして定義
    public static readonly S1 s2 = new S1 { x = 'A' };
    // 書き込み可能な参照返却を試みる不適切な例
    public ref char GetCharRef()
    {
        // ここでCS8163エラーが発生する
        return ref s2.x;
    }
    public static void Main()
    {
        Test test = new Test();
        // コンパイルエラーにより実行されない
        Console.WriteLine(test.GetCharRef());
    }
}

// コンパイルエラー CS8163

修正後のコード例

エラーを回避するためには、値渡しで返却するようにコードを変更します。

以下に修正後のコード例を示します。

この例では、s2.xの値そのものを返すことで、書き込み可能な参照を返さないように変更しています。

using System;
public class Test
{
    // 構造体の定義
    public struct S1
    {
        public char x;
    }
    // static readonlyフィールドとして定義
    public static readonly S1 s2 = new S1 { x = 'A' };
    // 値渡しによる返却に変更
    public char GetCharValue()
    {
        // 値渡しで返すことでCS8163エラーが回避される
        return s2.x;
    }
    public static void Main()
    {
        Test test = new Test();
        // 正常に値が返される
        Console.WriteLine(test.GetCharValue());
    }
}

修正時の確認事項

コード変更の影響評価

修正を行う際に確認すべき点を以下に示します。

関数の返却型が参照から値へ変更になったため、呼び出し元の利用方法に影響がないか確認する
- 値渡しに変更することで、参照先の変更が反映されなくなる可能性があるため、その点の検証が必要です。
他の部分で同じフィールドや構造体が参照渡しとして使われていないか調査する
- 複数箇所に同様の問題がないかソースコード全体でチェックする
リファクタリング後の動作確認として、テストケースを実行し望ましい動作となっていることを検証する
- 特に、フィールドの変更が必要ないシナリオにおいて、無用な副作用がないかを確認する

エラー解消に伴って、システム全体の整合性が保たれているかを十分に検証することが大切です。

実装に向けた検討事項

コード修正の留意点

静的フィールドの取り扱い

static readonlyフィールドの実装変更にあたっては、以下の点に留意してください。

静的フィールドは全体で一意のインスタンスとして動作するため、参照返却の方法が適切であるか確認する
読み取り専用の性質を意識し、外部から変更できないように設計を見直す
他のクラスやメソッドが同じフィールドに依存していないか、事前にソース全体をチェックする

動作検証のポイント

実装後の動作確認で重点的にチェックする項目は以下の通りです。

値の正確性：値が正しく返却され、意図通りの動作をしているか
エラーの再発防止：コンパイルエラーが完全に解消され、他に類似の問題が起きていないか
テストのカバレッジ：単体テストや結合テストで、読み取り専用フィールドの利用部分が網羅されているか

これらのポイントを十分に検証することで、信頼性の高い実装が実現できるでしょう。

まとめ

本記事では、C#で発生するコンパイラエラーCS8163について解説しています。

静的読み取り専用フィールド(static readonly)から書き込み可能な参照を返す試みが原因でエラーが発生する仕組みや、参照渡しと値渡しの違いを確認しました。

また、エラー発生箇所を示すコード例と、その解消方法として値渡しに変更する手法を具体的に説明し、修正時の影響評価や検討事項にも触れています。