【C#】組み込み型の種類一覧と特徴・選び方をわかりやすく解説

using System;
class Program
{
    struct PointStruct
    {
        public int X;
        public int Y;
    }
    class PointClass
    {
        public int X;
        public int Y;
    }
    static void Main()
    {
        // 値型の例
        PointStruct p1 = new PointStruct { X = 10, Y = 20 };
        PointStruct p2 = p1; // 値がコピーされる
        p2.X = 30;
        Console.WriteLine($"p1: X={p1.X}, Y={p1.Y}"); // 10, 20
        Console.WriteLine($"p2: X={p2.X}, Y={p2.Y}"); // 30, 20
        // 参照型の例
        PointClass c1 = new PointClass { X = 10, Y = 20 };
        PointClass c2 = c1; // 参照がコピーされる
        c2.X = 30;
        Console.WriteLine($"c1: X={c1.X}, Y={c1.Y}"); // 30, 20
        Console.WriteLine($"c2: X={c2.X}, Y={c2.Y}"); // 30, 20
    }
}

p1: X=10, Y=20
p2: X=30, Y=20
c1: X=30, Y=20
c2: X=30, Y=20

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        sbyte smallNumber = -100;
        Console.WriteLine($"sbyteの値: {smallNumber}");
    }
}

sbyteの値: -100

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        short temperature = -273;
        Console.WriteLine($"shortの値: {temperature}");
    }
}

shortの値: -273

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int population = 1400000000;
        Console.WriteLine($"intの値: {population}");
    }
}

intの値: 1400000000

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        long distanceToSun = 149600000000; // 約1億4960万km
        Console.WriteLine($"longの値: {distanceToSun}");
    }
}

longの値: 149600000000

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        byte age = 25;
        Console.WriteLine($"byteの値: {age}");
    }
}

byteの値: 25

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        ushort portNumber = 8080;
        Console.WriteLine($"ushortの値: {portNumber}");
    }
}

ushortの値: 8080

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        uint fileSize = 4294967295;
        Console.WriteLine($"uintの値: {fileSize}");
    }
}

uintの値: 4294967295

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        ulong maxValue = 18446744073709551615;
        Console.WriteLine($"ulongの値: {maxValue}");
    }
}

ulongの値: 18446744073709551615

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        float pi = 3.1415927f; // floatリテラルは末尾にfを付ける
        Console.WriteLine($"floatの値: {pi}");
    }
}

floatの値: 3.1415927

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        double e = 2.718281828459045;
        Console.WriteLine($"doubleの値: {e}");
    }
}

doubleの値: 2.718281828459045

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        decimal price = 12345.6789m; // decimalリテラルは末尾にmを付ける
        Console.WriteLine($"decimalの値: {price}");
    }
}

decimalの値: 12345.6789

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        double doubleSum = 0.1 + 0.2;
        decimal decimalSum = 0.1m + 0.2m;
        Console.WriteLine($"doubleの計算結果: {doubleSum}");
        Console.WriteLine($"decimalの計算結果: {decimalSum}");
    }
}

doubleの計算結果: 0.30000000000000004
decimalの計算結果: 0.3

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        decimal price = 1999.99m;
        decimal taxRate = 0.08m; // 8%の消費税
        decimal tax = price * taxRate;
        decimal total = price + tax;
        Console.WriteLine($"価格: {price}円");
        Console.WriteLine($"消費税: {tax}円");
        Console.WriteLine($"合計: {total}円");
    }
}

価格: 1999.99円
消費税: 159.9992円
合計: 2159.9892円

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        char letter = 'A';
        char japaneseChar = 'あ';
        Console.WriteLine($"文字: {letter}, Unicodeコード: {(int)letter}");
        Console.WriteLine($"文字: {japaneseChar}, Unicodeコード: {(int)japaneseChar}");
    }
}

文字: A, Unicodeコード: 65
文字: あ, Unicodeコード: 12354

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        string name = "太郎";
        int age = 30;
        // 文字列補間
        string message = $"名前は{name}、年齢は{age}歳です。";
        Console.WriteLine(message);
    }
}

名前は太郎、年齢は30歳です。

using System;
using System.Text;
class Program
{
    static void Main()
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            sb.Append(i);
            sb.Append(", ");
        }
        string result = sb.ToString();
        Console.WriteLine(result);
    }
}

0, 1, 2, 3, 4,

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        string s1 = "straße";
        string s2 = "strasse";
        bool equalOrdinal = s1.Equals(s2, StringComparison.Ordinal);
        bool equalIgnoreCase = s1.Equals(s2, StringComparison.OrdinalIgnoreCase);
        bool equalCulture = s1.Equals(s2, StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase);
        Console.WriteLine($"Ordinal比較: {equalOrdinal}");
        Console.WriteLine($"OrdinalIgnoreCase比較: {equalIgnoreCase}");
        Console.WriteLine($"CultureIgnoreCase比較: {equalCulture}");
    }
}

Ordinal比較: False
OrdinalIgnoreCase比較: False
CultureIgnoreCase比較: True

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        bool flagTrue = true;
        bool flagFalse = false;
        Console.WriteLine($"flagTrueの値: {flagTrue}");
        Console.WriteLine($"flagFalseの値: {flagFalse}");
        // boolは整数と暗黙変換できないため、以下はコンパイルエラー
        // bool invalid = 1;
    }
}

flagTrueの値: True
flagFalseの値: False

using System;
[Flags]
enum FileAccessPermissions : byte
{
    None = 0,
    Read = 1 << 0,    // 00000001
    Write = 1 << 1,   // 00000010
    Execute = 1 << 2, // 00000100
    Delete = 1 << 3   // 00001000
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        FileAccessPermissions permissions = FileAccessPermissions.Read | FileAccessPermissions.Write;
        Console.WriteLine($"現在の権限: {permissions}");
        // 書き込み権限があるかチェック
        bool canWrite = (permissions & FileAccessPermissions.Write) == FileAccessPermissions.Write;
        Console.WriteLine($"書き込み権限あり: {canWrite}");
        // 実行権限を追加
        permissions |= FileAccessPermissions.Execute;
        Console.WriteLine($"権限更新後: {permissions}");
        // 読み取り権限を削除
        permissions &= ~FileAccessPermissions.Read;
        Console.WriteLine($"読み取り権限削除後: {permissions}");
    }
}

現在の権限: Read, Write
書き込み権限あり: True
権限更新後: Read, Write, Execute
読み取り権限削除後: Write, Execute

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        object obj1 = 123;          // intをobjectに代入(ボックス化される)
        object obj2 = "Hello";      // stringは参照型なのでそのまま代入
        object obj3 = 3.14;         // doubleをobjectに代入(ボックス化される)
        Console.WriteLine(obj1);
        Console.WriteLine(obj2);
        Console.WriteLine(obj3);
    }
}

123
Hello
3.14

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int value = 42;
        // Boxing: 値型をobjectに代入
        object boxedValue = value;
        // Unboxing: objectから値型にキャスト
        int unboxedValue = (int)boxedValue;
        Console.WriteLine($"元の値: {value}");
        Console.WriteLine($"ボックス化された値: {boxedValue}");
        Console.WriteLine($"アンボックス化された値: {unboxedValue}");
    }
}

元の値: 42
ボックス化された値: 42
アンボックス化された値: 42

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        numbers.Add(10);
        numbers.Add(20);
        foreach (int num in numbers)
        {
            Console.WriteLine(num);
        }
    }
}

10
20

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        dynamic value = 10;
        Console.WriteLine($"値: {value}, 型: {value.GetType()}");
        value = "Hello";
        Console.WriteLine($"値: {value}, 型: {value.GetType()}");
        // 実行時に存在しないメソッドを呼ぶと例外になる
        try
        {
            value.NonExistentMethod();
        }
        catch (Microsoft.CSharp.RuntimeBinder.RuntimeBinderException ex)
        {
            Console.WriteLine($"例外発生: {ex.Message}");
        }
    }
}

値: 10, 型: System.Int32
値: Hello, 型: System.String
例外発生: 'string' に 'NonExistentMethod' という名前のメソッドが存在しません

using System;
class Program
{
    unsafe static void Main()
    {
        int number = 42;
        int* pointer = &number;
        Console.WriteLine($"numberの値: {number}");
        Console.WriteLine($"pointerが指す値: {*pointer}");
        *pointer = 100;
        Console.WriteLine($"変更後のnumberの値: {number}");
    }
}

numberの値: 42
pointerが指す値: 42
変更後のnumberの値: 100

using System;
class Program
{
    static void PrintMessage()
    {
        Console.WriteLine("これはvoidメソッドです。");
    }
    static void Main()
    {
        PrintMessage();
    }
}

これはvoidメソッドです。

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int? nullableInt = null;
        Console.WriteLine($"nullableIntの値: {nullableInt}");
        nullableInt = 100;
        Console.WriteLine($"nullableIntの値: {nullableInt}");
    }
}

nullableIntの値:
nullableIntの値: 100

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int? nullableInt = null;
        if (nullableInt.HasValue)
        {
            Console.WriteLine($"値は {nullableInt.Value} です。");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("値は存在しません(nullです)。");
        }
    }
}

値は存在しません(nullです)。

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int? nullableInt = null;
        int value = nullableInt ?? -1; // nullableIntがnullなら-1を代入
        Console.WriteLine($"値: {value}");
        nullableInt = 50;
        value = nullableInt ?? -1;
        Console.WriteLine($"値: {value}");
    }
}

値: -1
値: 50

using System;
class Person
{
    public string? Name { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        Person? person = null;
        // Null条件演算子でnullチェックを省略
        string? name = person?.Name ?? "名前不明";
        Console.WriteLine($"名前: {name}");
    }
}

名前: 名前不明

using System;
class Program
{
    static (int, string) GetPerson()
    {
        int age = 25;
        string name = "山田太郎";
        return (age, name);
    }
    static void Main()
    {
        var person = GetPerson();
        Console.WriteLine($"年齢: {person.Item1}, 名前: {person.Item2}");
        // 名前付きタプルで可読性向上
        (int Age, string Name) namedPerson = GetPerson();
        Console.WriteLine($"年齢: {namedPerson.Age}, 名前: {namedPerson.Name}");
    }
}

年齢: 25, 名前: 山田太郎
年齢: 25, 名前: 山田太郎

using System;
class Program
{
    static Tuple<int, string> GetOldTuple()
    {
        return Tuple.Create(1, "古いタプル");
    }
    static (int Id, string Name) GetValueTuple()
    {
        return (2, "新しいタプル");
    }
    static void Main()
    {
        var oldTuple = GetOldTuple();
        Console.WriteLine($"Old Tuple: {oldTuple.Item1}, {oldTuple.Item2}");
        var newTuple = GetValueTuple();
        Console.WriteLine($"ValueTuple: {newTuple.Id}, {newTuple.Name}");
    }
}

Old Tuple: 1, 古いタプル
ValueTuple: 2, 新しいタプル

using System;
enum Weekday
{
    Sunday,     // 0
    Monday,     // 1
    Tuesday,    // 2
    Wednesday,  // 3
    Thursday,   // 4
    Friday,     // 5
    Saturday    // 6
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        Weekday today = Weekday.Wednesday;
        Console.WriteLine($"今日は {today} です。");
        Console.WriteLine($"数値としての値: {(int)today}");
    }
}

今日は Wednesday です。
数値としての値: 3

using System;
[Flags]
enum FileAccess
{
    None = 0,
    Read = 1 << 0,    // 1
    Write = 1 << 1,   // 2
    Execute = 1 << 2, // 4
    Delete = 1 << 3   // 8
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        FileAccess permissions = FileAccess.Read | FileAccess.Write;
        Console.WriteLine($"権限: {permissions}");
        // 書き込み権限があるかチェック
        bool canWrite = (permissions & FileAccess.Write) == FileAccess.Write;
        Console.WriteLine($"書き込み権限あり: {canWrite}");
        // 実行権限を追加
        permissions |= FileAccess.Execute;
        Console.WriteLine($"更新後の権限: {permissions}");
        // 読み取り権限を削除
        permissions &= ~FileAccess.Read;
        Console.WriteLine($"読み取り権限削除後: {permissions}");
    }
}

権限: Read, Write
書き込み権限あり: True
更新後の権限: Read, Write, Execute
読み取り権限削除後: Write, Execute

using System;
struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        Point p1 = new Point { X = 10, Y = 20 };
        Point p2 = p1; // 値のコピー
        p2.X = 30;
        Console.WriteLine($"p1: X={p1.X}, Y={p1.Y}"); // 10, 20
        Console.WriteLine($"p2: X={p2.X}, Y={p2.Y}"); // 30, 20
    }
}

p1: X=10, Y=20
p2: X=30, Y=20

using System;
struct record PointRecord(int X, int Y);
class Program
{
    static void Main()
    {
        var p1 = new PointRecord(10, 20);
        var p2 = p1 with { X = 30 };
        Console.WriteLine($"p1: X={p1.X}, Y={p1.Y}"); // 10, 20
        Console.WriteLine($"p2: X={p2.X}, Y={p2.Y}"); // 30, 20
        Console.WriteLine($"p1 == p2: {p1 == p2}"); // False
    }
}

p1: X=10, Y=20
p2: X=30, Y=20
p1 == p2: False

using System;
[assembly: CLSCompliant(true)]
public class Sample
{
    // CLS準拠のメソッド
    public int Add(int a, int b) => a + b;
    // CLS非準拠のメソッド(uintを使用)
    [CLSCompliant(false)]
    public uint Multiply(uint a, uint b) => a * b;
}

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int intValue = 100;
        long longValue = intValue; // 暗黙的変換
        Console.WriteLine($"int値: {intValue}");
        Console.WriteLine($"long値: {longValue}");
    }
}

int値: 100
long値: 100

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        long longValue = 100000;
        int intValue = (int)longValue; // 明示的変換
        Console.WriteLine($"long値: {longValue}");
        Console.WriteLine($"int値: {intValue}");
    }
}

long値: 100000
int値: 100000

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        long longValue = 3000000000; // intの最大値を超える
        int intValue = (int)longValue; // 明示的変換
        Console.WriteLine($"long値: {longValue}");
        Console.WriteLine($"int値: {intValue}"); // オーバーフローによる不正な値
    }
}

long値: 3000000000
int値: -1294967296

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        try
        {
            int max = int.MaxValue;
            int result = checked(max + 1); // オーバーフロー検出
            Console.WriteLine($"結果: {result}");
        }
        catch (OverflowException ex)
        {
            Console.WriteLine($"オーバーフロー例外発生: {ex.Message}");
        }
    }
}

オーバーフロー例外発生: 算術演算でオーバーフローが発生しました。

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int max = int.MaxValue;
        int result = unchecked(max + 1); // オーバーフローを無視
        Console.WriteLine($"結果: {result}"); // ラップアラウンドした値
    }
}

結果: -2147483648

int largeNumber = 1_000_000;
long bigNumber = 9_223_372_036_854_775_807L;
Console.WriteLine(largeNumber);
Console.WriteLine(bigNumber);

1000000
9223372036854775807

float f = 3.14f;
double d = 1.5e2;
decimal m = 3.14m;
Console.WriteLine(f);
Console.WriteLine(d);
Console.WriteLine(m);

3.14
150
3.14

int hexValue = 0xFF; // 255
Console.WriteLine(hexValue);

255

int binaryValue = 0b1010_1010; // 170
Console.WriteLine(binaryValue);

170

string path = "C:\\Users\\Public";
string quote = "彼は言った、\"こんにちは\"";
string multiline = "1行目\n2行目";
Console.WriteLine(path);
Console.WriteLine(quote);
Console.WriteLine(multiline);

C:\Users\Public
彼は言った、"こんにちは"
1行目
2行目

string verbatimPath = @"C:\Users\Public";
string multiLine = @"1行目
2行目";
Console.WriteLine(verbatimPath);
Console.WriteLine(multiLine);

C:\Users\Public
1行目
2行目

string quote = @"彼は言った、""こんにちは""";
Console.WriteLine(quote);

彼は言った、"こんにちは"

using System;
struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        Point p = new Point { X = 10, Y = 20 }; // スタックに配置
        object obj = p; // ボックス化されヒープに配置
        Console.WriteLine($"Point: X={p.X}, Y={p.Y}");
        Console.WriteLine($"Boxed object: {obj}");
    }
}

Point: X=10, Y=20
Boxed object: Point

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct ExplicitLayout
{
    [FieldOffset(0)]
    public int IntValue;
    [FieldOffset(0)]
    public byte ByteValue;
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        ExplicitLayout data = new ExplicitLayout();
        data.IntValue = 0x12345678;
        Console.WriteLine($"IntValue: 0x{data.IntValue:X}");
        Console.WriteLine($"ByteValue: 0x{data.ByteValue:X}");
    }
}

IntValue: 0x12345678
ByteValue: 0x78

using System;
using NUnit.Framework;
public class Calculator
{
    public int Add(int a, int b) => checked(a + b);
}
[TestFixture]
public class CalculatorTests
{
    private Calculator calculator;
    [SetUp]
    public void Setup()
    {
        calculator = new Calculator();
    }
    [Test]
    public void Add_WithMaxValues_ThrowsOverflowException()
    {
        Assert.Throws<OverflowException>(() => calculator.Add(int.MaxValue, 1));
    }
    [Test]
    public void Add_WithMinValues_ThrowsOverflowException()
    {
        Assert.Throws<OverflowException>(() => calculator.Add(int.MinValue, -1));
    }
    [Test]
    public void Add_NormalValues_ReturnsCorrectSum()
    {
        int result = calculator.Add(100, 200);
        Assert.AreEqual(300, result);
    }
}

using System;
using System.Diagnostics;
[DebuggerDisplay("Point: ({X}, {Y})")]
public struct Point
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        Point p = new Point { X = 10, Y = 20 };
        Console.WriteLine(p);
    }
}

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
[DebuggerTypeProxy(typeof(MyCollectionDebugView))]
public class MyCollection<T>
{
    private List<T> items = new List<T>();
    public void Add(T item) => items.Add(item);
    public int Count => items.Count;
    public T this[int index] => items[index];
    private class MyCollectionDebugView
    {
        private MyCollection<T> collection;
        public MyCollectionDebugView(MyCollection<T> collection)
        {
            this.collection = collection;
        }
        [DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.RootHidden)]
        public T[] Items => collection.items.ToArray();
    }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        var collection = new MyCollection<int>();
        collection.Add(1);
        collection.Add(2);
        collection.Add(3);
        Console.WriteLine($"Count: {collection.Count}");
    }
}

using System;
using System.Diagnostics;
public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    [DebuggerBrowsable(DebuggerBrowsableState.Never)]
    public string Secret { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        var person = new Person { Name = "太郎", Secret = "秘密" };
        Console.WriteLine(person.Name);
    }
}

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        int max = int.MaxValue;
        int result = unchecked(max + 1); // オーバーフローして値がラップアラウンド
        Console.WriteLine($"int.MaxValue: {max}");
        Console.WriteLine($"オーバーフロー後の値: {result}");
    }
}

int.MaxValue: 2147483647
オーバーフロー後の値: -2147483648

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        double small = 1e-320;
        double result = small / 10;
        Console.WriteLine($"元の値: {small}");
        Console.WriteLine($"アンダーフロー後の値: {result}");
    }
}

元の値: 1E-320
アンダーフロー後の値: 0

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        double a = 0.1 + 0.2;
        double b = 0.3;
        Console.WriteLine($"a == b: {a == b}");
        Console.WriteLine($"a: {a}");
        Console.WriteLine($"b: {b}");
    }
}

a == b: False
a: 0.30000000000000004
b: 0.3

bool AreEqual(double x, double y, double epsilon = 1e-10)
{
    return Math.Abs(x - y) < epsilon;
}

using System;
class Program
{
    static void Main()
    {
        string s1 = "hello";
        string s2 = "hello";
        string s3 = new string(new char[] { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o' });
        Console.WriteLine($"s1 == s2: {s1 == s2}"); // true(内容比較)
        Console.WriteLine($"s1 == s3: {s1 == s3}"); // true(内容比較)
        Console.WriteLine($"ReferenceEquals(s1, s2): {ReferenceEquals(s1, s2)}"); // true(同じリテラル)
        Console.WriteLine($"ReferenceEquals(s1, s3): {ReferenceEquals(s1, s3)}"); // false(別オブジェクト)
    }
}

s1 == s2: True
s1 == s3: True
ReferenceEquals(s1, s2): True
ReferenceEquals(s1, s3): False

var person = (Name: "山田太郎", Age: 30);
Console.WriteLine($"名前: {person.Name}, 年齢: {person.Age}");

object obj = 123;
if (obj is int number)
{
    Console.WriteLine($"整数値: {number}");
}

int Add(int x, int y) => x + y;

ref int Find(int[] array, int value)
{
    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        if (array[i] == value)
            return ref array[i];
    }
    throw new IndexOutOfRangeException();
}

string? nullableString = null; // null許容
string nonNullableString = "Hello"; // null非許容

public record Person(string Name, int Age);

public class Person
{
    public string Name { get; init; }
    public int Age { get; init; }
}

if (obj is int i and > 0)
{
    Console.WriteLine($"正の整数: {i}");
}

var p1 = new Person("太郎", 30);
var p2 = p1 with { Age = 31 };

class User
{
    public int Id { get; set; } = -1; // 未設定を示す特別な値
    public string Name { get; set; } = string.Empty; // null回避のため空文字列で初期化
    public User() { }
}

int? optionalValue = null;
if (optionalValue.HasValue)
{
    Console.WriteLine($"値は {optionalValue.Value}");
}
else
{
    Console.WriteLine("値は未設定です");
}

public string Name { get; set; } = string.Empty; // null非許容
public string? Nickname { get; set; } // null許容

public void SetName(string name) // null非許容
{
    if (string.IsNullOrEmpty(name))
        throw new ArgumentException("名前は必須です。", nameof(name));
    Name = name;
}
public string? GetNickname() // null許容
{
    return Nickname;
}

public void ProcessData(string data)
{
    if (data == null) throw new ArgumentNullException(nameof(data));
    // 処理続行
}

public void Save(string data) => Save(data, overwrite: false);
public void Save(string data, bool overwrite)
{
    // 処理
}