CS2001～

C# コンパイラエラー CS8333 を解説：読み取り専用変数とref readonlyの使い方

2025-03-29更新日: 2025-03-29

コンパイラエラー CS8333 は、読み取り専用変数に対して書き込み可能な参照を返そうとする際に発生します。

C#では、in修飾子で渡された変数は変更できないため、返却する場合はref readonlyを利用する必要があります。

正しい参照方法を確認することでエラーを解消できるため、参考にしていただけると嬉しいです。

目次から探す

エラーの原因と基本
コード例の詳細解説
- 誤ったコード例の分析
- 修正コード例の解説
実装時の留意事項
- 参照返却の応用例
- コード変更に伴う注意点
まとめ

エラーの原因と基本

読み取り専用変数とin修飾子の仕組み

C#では、in修飾子を用いることで引数を読み取り専用として受け取ることができます。

これにより、大きな値型のオブジェクトなどをコピーせずに高速に渡すことが可能になります。

読み取り専用変数は、その内容が変更されない保証があるため、意図しない変更からデータを保護する役割があります。

たとえば、inパラメータとして渡された変数は関数内で変更できないため、安全に値を参照することができます。

書き込み可能な参照(ref)の制限

refを使って参照を返す場合、返された参照を通して変数の値を変更できる可能性があります。

しかし、読み取り専用の変数に対して書き込み可能な参照を返すと、その安全性が損なわれる恐れがあります。

C#のコンパイラは、読み取り専用と書き込み可能な参照のミスマッチを防ぐために、エラー CS8333 を発生させます。

これは、読み取り専用の変数が不意に変更されることを防ぐための仕組みです。

CS8333エラー発生の条件

CS8333エラーは、読み取り専用の変数を返す関数が、書き込み可能な参照を返そうとした場合に発生します。

返し方に誤りがあると、後からその返された参照を通して値が変更される可能性があり、コンパイラがそのような処理を禁止します。

誤った参照返却パターン

読み取り専用のパラメータを通常のrefとして返すと、読み取り専用制約を無視して値を変更できる状況となるため、コンパイラはこれをエラーとして報告します。

たとえば、以下のコードは誤ったパターンです。

誤った例:

static ref T ReturnInvalidReference<T>(in T value)
{
    return ref value; // この行でエラー CS8333 が発生します
}

コード例に見るエラー状況

上記のように、in修飾子の変数をそのままrefとして返そうとするコードでは、コンパイラが「読み取り専用の変数であるため、書き込み可能な参照によって返すことはできません」とエラーを出します。

実際には、以下のようなエラーメッセージが表示されます。

エラーメッセージ例:

“読み取り専用の変数であるため、書き込み可能な参照によって返すことはできません”

正しい参照返却パターン

この問題を解決するためには、読み取り専用の参照を返すref readonlyを用います。

これにより、呼び出し側は読み取り専用の参照を受け取ることになり、値を変更することはできません。

正しいコード例は以下の通りです。

正しい例:

static ref readonly T ReturnValidReference<T>(in T value)
{
    return ref value;
}

ref readonlyの利用ポイント

ref readonlyを使用することで、読み取り専用として保証されたまま参照を返すことが可能となります。

特に大きなデータ構造をコピーせずに安全に値を返す場合に有効であり、パフォーマンスと安全性のバランスをとる重要なテクニックです。

読み取り専用データが関数内部で変更されるリスクを避けるために、ref readonlyは非常に役立ちます。

コード例の詳細解説

誤ったコード例の分析

エラー発生箇所の特定

誤ったコード例では、関数がinパラメータとして受け取った変数を、refを用いて返そうとしています。

具体的には、値を直接返す際に読み取り専用性が考慮されず、書き込み可能な参照として扱ってしまっている点が問題です。

コンパイラは、このミスマッチが発生する箇所でエラー CS8333 を報告します。

原因となるコードの検証

コードを詳細に見直すと、inとして渡された変数は関数内部で変更できない性質を持っています。

しかし、返却時にrefを使うと、返された参照を通して値が変更される可能性があるため、この矛盾がエラーの原因となります。

読み取り専用性を守るためには、返り値としても読み取り専用の参照である必要があります。

修正コード例の解説

ref readonlyを用いた修正方法

修正方法は非常にシンプルで、返り値の参照をref readonlyとして定義するだけです。

以下のサンプルコードは、誤ったパターンを修正したものです。

コード内には日本語のコメントを交え、各部分の役割を分かりやすく記述しています。

using System;
class Program
{
    // 誤った実装例(コンパイルエラーが発生する)
    // static ref T WrongReturn<T>(in T value)
    // {
    //     // 読み取り専用変数を返そうとしてエラー CS8333 が発生する
    //     return ref value;
    // }
    // 正しい実装例：ref readonly を用いて読み取り専用の参照を返す
    static ref readonly T CorrectReturn<T>(in T value)
    {
        // 読み取り専用の参照を返すため、エラーが発生しない
        return ref value;
    }
    static void Main()
    {
        // サンプル変数の定義
        int num = 42;
        // 正しい実装例の利用例
        ref readonly int result = ref CorrectReturn(num);
        Console.WriteLine($"resultの値： {result}");
    }
}

resultの値： 42

修正時の注意点

修正を行う際は、返り値の修飾子をref readonlyに変更するだけでなく、呼び出し側で受け取る参照も読み取り専用として扱う必要があります。

これにより、期待どおり変数の内容が変更されない保証が得られます。

また、コード全体で読み取り専用の変数の扱いを一貫して行うことが、将来的なバグの発生を防ぐポイントとなります。

実装時の留意事項

参照返却の応用例

他のケースでのエラー対処法

参照返却の技法は、データ構造の一部に頻繁にアクセスする必要がある場合など、パフォーマンス改善のために有用です。

たとえば、大量のデータが格納された配列や構造体の場合、コピーを避けるためにinパラメータとref readonly返却を組み合わせると、効率的にアクセスできます。

また、似たようなエラーが発生した場合は、返り値として書き込み可能な参照を返そうとしていないか、または参照の整合性が保たれているかを確認することで、対処が可能です。

コード変更に伴う注意点

既存のコードを変更する際は、関数のシグネチャや参照の返却方法が他の部分に与える影響を十分に考慮する必要があります。

読み取り専用の参照に変更すると、呼び出し側でデータを変更することができなくなるため、設計全体の整合性を保つことが重要です。

また、リファクタリング時は、テストケースを充実させ、変更箇所が意図した動作をしているかを検証することが推奨されます。

まとめ

この記事では C# のコンパイラエラー CS8333 の原因や対処方法について解説しています。

読み取り専用変数(inパラメータ)の仕組みや ref による返却の制限を説明し、誤った参照返却パターンとそのエラー状況、さらに ref readonly を利用した正しい返却方法を具体的なコード例で示しました。

また、実装時の留意事項として、参照返却の応用例やエラー対処法も紹介しているため、安全かつ効率的なコード作成の理解につながります。