CS0~400

C# コンパイラエラー CS0213 の原因と対策を解説

C# のコンパイラエラー CS0213 は、すでに固定されているローカル変数に対して重複して fixed ステートメントを適用しようとする際に発生します。

unsafe コンテキスト内では変数が自動的にスタック上に固定されているため、再度 fixed を使用する必要はありません。

正しいポインター操作を確認して、不要な固定処理を解消してください。

CS0213 エラーの基本情報

エラーの定義と背景

CS0213 エラーは、すでに固定されている変数のアドレスを再度固定しようとしたときに発生するエラーです。

C# では、unsafe コンテキスト内で変数が固定されると、スタック上に存在する変数のアドレス情報は自動的に保持されます。

そのため、再度 fixed ステートメントを用いて同じアドレスを固定する必要はなく、試みると CS0213 エラーが発生します。

fixed ステートメントの役割と仕様

fixed ステートメントは、ガーベジコレクションによるメモリ移動を防止するために配列や可変オブジェクトのメモリアドレスを一時的に固定するために使用されます。

このステートメントは、固定対象のデータがヒープ上にある場合に特に有用であり、ポインター操作を行う際に正確なメモリアドレスを取得するために利用されます。

一方で、unsafe コンテキスト内のローカル変数などは既にメモリ上で固定されているため、再度 fixed を用いる必要はありません。

unsafe コンテキストでの固定動作

unsafe コンテキストでは、変数のアドレスを直接扱うことが可能になります。

ここでは、ローカル変数はスタック上に配置されるため、ガーベジコレクションの管理対象外となり、既に固定されているとみなされます。

そのため、fixed ステートメントを使用しても効果がなく、むしろエラーの原因となります。

この動作は、unsafe コードの利用時に発生する典型的な注意事項となります。

エラー発生の原因詳細

ローカル変数の固定処理

スタック上に固定される変数

ローカル変数はメモリのスタック上に配置されるため、実行時において固定状態にあるとみなされます。

そのため、int i = 45; のような変数に対して fixed を使用すると、C# コンパイラは既に固定されている変数に対して再度固定操作を試みることになり、CS0213 エラーが発生します。

fixed 式の不必要な適用

固定が不要なローカル変数に対して fixed ステートメントを適用することは、無駄な処理であるとともにエラーの原因となります。

すでに変数のアドレスが自動的に管理されている場合に、改めて fixed を使用せずに直接ポインター変数に代入することで回避できます。

二重固定による問題点

アドレス取得の誤用原因

二重固定は、すでに固定されている変数のアドレスを再固定しようとする場合に発生します。

特に配列から取得したポインターなど、既に fixed ステートメント内で確保されているデータに対して更に fixed をネストすると、コンパイラが二重固定を認識しエラーとします。

例えば、配列のポインター int *b = a; に対して再度固定処理を施すとエラーが発生します。

対策と解消方法

不要な fixed ステートメントの削除

すでに固定されているローカル変数や配列に対して、無理に fixed ステートメントを使わず、直接アドレスを利用する必要があります。

具体的には、固定処理が不要な変数に対する fixed ブロックを削除することで、CS0213 エラーを回避することができます。

正しいポインターの利用方法

コード例による正しい記述

以下は、固定処理が不要な変数に対して直接アドレスを利用する正しい記述例です。

コード内のコメントで処理内容を説明しています。

// 正常なポインター処理の例です。/unsafe オプションでコンパイルしてください。
using System;
public class PointerExample
{
    unsafe public static void Main()
    {
        // ローカル変数は既にスタック上に固定されているので、直接アドレスを取得します。
        int sampleValue = 100;
        int* pointerSample = &sampleValue;  // fixed ステートメントは不要です。
        // 出力用のコード
        Console.WriteLine("sampleValue = " + sampleValue);
        Console.WriteLine("ポインターが指す値 = " + *pointerSample);
        // 配列については、必要な場合のみ fixed を使用します。
        int[] sampleArray = new int[] { 10, 20, 30 };
        fixed (int* arrayPointer = sampleArray)
        {
            Console.WriteLine("配列の最初の要素 = " + *arrayPointer);
        }
    }
}
sampleValue = 100
ポインターが指す値 = 100
配列の最初の要素 = 10

プログラム例による検証

エラー発生時のコード例

以下は、CS0213 エラーが発生するコード例です。

ローカル変数と配列のポインターに対して不必要に fixed ステートメントを使用しているため、エラーが発生します。

// CS0213_ErrExample.cs
// /unsafe オプションでコンパイルしてください。
using System;
public class CS0213_ErrExample
{
    unsafe public static void Main()
    {
        int number = 45;
        // number はすでに固定されているため、再度 fixed を使用するとエラーになります。
        fixed (int* pointerNumber = &number)
        {
            // ポインター使用コード(エラー発生)
        }
        int[] numbers = new int[] {1, 2, 3};
        // 配列のポインターを fixed で固定した後、再度固定しようとするとエラーになります。
        fixed (int* pointerArray = numbers)
        {
            fixed (int* pointerArrayNested = pointerArray)
            {
                // 内側で fixed を使うとエラーが発生します。
            }
        }
    }
}
// コンパイル時に以下のエラーが発生します。
// error CS0213: 既に fixed が使用されている式のアドレスを取得するために、fixed ステートメントを使用できません。

修正後のコード例と比較

次に、上記のエラーを解消するために修正したコード例を示します。

ローカル変数に対する fixed ステートメントを削除し、正しくポインターのアドレスを取得する方法となっています。

// CS0213_CorrectExample.cs
// /unsafe オプションでコンパイルしてください。
using System;
public class CS0213_CorrectExample
{
    unsafe public static void Main()
    {
        int number = 45;
        // スタック上の変数は直接ポインターに代入可能です。
        int* pointerNumber = &number;
        Console.WriteLine("number = " + number);
        Console.WriteLine("ポインターが指す値 = " + *pointerNumber);
        int[] numbers = new int[] {1, 2, 3};
        // 配列の固定は必要ですが、一重で十分です。
        fixed (int* pointerArray = numbers)
        {
            Console.WriteLine("配列の最初の要素 = " + *pointerArray);
        }
    }
}
number = 45
ポインターが指す値 = 45
配列の最初の要素 = 1

まとめ

記事では、CS0213 エラーの定義や背景、fixed ステートメントの役割、unsafe コンテキストでの固定動作について解説しています。

ローカル変数の固定処理や二重固定による問題点を詳述し、不要な fixed文の削除や正しいポインターの利用方法について実例を交えて説明しています。

これにより、CS0213 エラーの原因を正確に把握し、適切な対策方法を理解することができます。

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