CS401～800

C# コンパイラエラー CS0564：シフト演算子オーバーロードの注意点について解説

2025-03-29更新日: 2025-03-29

CS0564は、C#でシフト演算子をオーバーロードする際に発生するエラーです。

シフト演算子(例：<<や>>)の最初のオペランドは、そのオペレータを定義している型と同じ型でなければならず、二番目のオペランドはint型にする必要があります。

パラメーターの型が条件を満たしていない場合に、このエラーが表示されます。

目次から探す

オーバーロードの基本ルール
CS0564エラーの詳細解説
- エラーメッセージの読み解き
- 発生原因の具体例
エラー解消の方法
注意事項
- 実装時の落とし穴
- エラー回避のためのポイント
まとめ

オーバーロードの基本ルール

シフト演算子の概要

基本的な動作と役割

シフト演算子は、ビット単位で値を左または右にシフト(移動)させる動作を行います。

例えば、左シフト演算子 << を使用すると、指定された数だけビットを左に移動し、その結果として値が大きくなる場合があります。

逆に、右シフト演算子 >> はビットを右にシフトし、数値が小さくなったり符号が保持されたりします。

この処理は、ビット演算を用いた低レベルの最適化や特定のアルゴリズムにおいて頻繁に利用されます。

演算子の動作は、入力値 $x$ とシフト数 $n$ に対して、概ね以下のように表現できます：

$左シフト: x << n = x \times 2^{n}$

$右シフト: x >> n \approx ⌊ x / 2^{n} ⌋$

C#における位置づけ

C#ではシフト演算子は組み込み演算子として利用可能ですが、独自クラスに対してシフト演算子をオーバーロードすることで、クラス固有の振る舞いを定義することができます。

ただし、組み込み型と同様の動作を再現するための制約があり、特に最初のオペランドの型がそのオーバーロードされた演算子を含む型と同じでなければならないというルールがあります。

演算子オーバーロードの定義

最初のオペランドの型要件

C#の演算子オーバーロードでは、シフト演算子を定義する際に、最初のオペランドはその演算子を定義しているクラスと同じ型である必要があります。

例えば、クラス MyClass に対して << をオーバーロードする場合、最初のパラメーターは MyClass型でなければなりません。

このルールに従うことで、オブジェクト自身が演算子の前に置かれる通常の使用方法に合致するようになっています。

第二のオペランドとしてのint型

シフト演算子の第二のオペランドは、必ず int型で指定する必要があります。

これは、シフト回数を整数として扱うために定められたルールです。

もし、int型以外の値が入力されると、コンパイル時にエラー CS0564 が発生します。

たとえば、誤って第二のオペランドに同じクラスの型を指定すると、以下のようなエラーが出力されます。

サンプルコード(誤った実装例)

以下は、誤ってMyClass を第二のオペランドとして指定している例です。

using System;
class MyClass
{
    // 誤った実装：第二のオペランドがMyClass型になっているためエラー
    public static MyClass operator <<(MyClass left, MyClass right)
    {
        return left;
    }
    static void Main()
    {
        MyClass instance1 = new MyClass();
        MyClass instance2 = new MyClass();
        // コンパイルエラーが発生します
        MyClass result = instance1 << instance2;
    }
}

// 出力例(コンパイル時にエラーとなるため実行結果はありません)

CS0564エラーの詳細解説

エラーメッセージの読み解き

オペランドの型不一致による指摘内容

エラー CS0564 は、シフト演算子をオーバーロードする際に、第一オペランドが宣言している型と異なる型、または第二オペランドが int型以外の場合に発生します。

エラーメッセージでは、「オーバーロードされた shift 演算子の最初のオペランドはそれを含む型と同じ型、2 番目のオペランドの型は int でなければなりません」と明示されています。

この指摘は、C#がビットシフトの動作を正しく再現するための仕様に基づいています。

エラー発生時のコンパイル状況

コンパイラは、指定されたシフト演算子のオーバーロード定義が不正な場合に、コンパイルプロセス中にエラー CS0564 を出力します。

この段階で、実行可能なバイナリが生成される前に、型不一致の問題が解決される必要があるため、開発者は即時にコードの修正を検討することになります。

発生原因の具体例

誤ったシフト演算子のオーバーロード例

実際に誤った実装として以下のようなケースが考えられます。

クラス SampleClass に対して、シフト演算子 << をオーバーロードする際、第二のオペランドに意図せず SampleClass を渡してしまっている場合です。

using System;
class SampleClass
{
    // 誤った実装：第二のオペランドがint型でなくSampleClass型になっている
    public static SampleClass operator <<(SampleClass left, SampleClass right)
    {
        return left;
    }
    static void Main()
    {
        SampleClass a = new SampleClass();
        SampleClass b = new SampleClass();
        // ここでエラーが発生します
        SampleClass c = a << b;
    }
}

// 出力例(コンパイルエラーとなるため実行結果はありません)

型指定ミスの実例

正しくは、第二オペランドを int型に指定する必要があります。

型指定ミスにより、意図していたシフト操作が正しく実装されず、オーバーロードメソッドが正しく扱われないため、エラーが発生します。

このようなミスは、IDEの補完機能などで気づきにくい場合もありますので注意が必要です。

エラー解消の方法

正しいオーバーロード実装例

改善前後のコード比較

正しい実装では、第二のオペランドに int を指定します。

以下に、改善前と改善後のコードを比較する例を示します。

改善前(エラー発生例)

using System;
class MyClass
{
    // エラー CS0564 が発生するコード
    public static MyClass operator <<(MyClass left, MyClass right)
    {
        return left;
    }
    static void Main()
    {
        MyClass obj1 = new MyClass();
        MyClass obj2 = new MyClass();
        MyClass result = obj1 << obj2;
    }
}

改善後(正しい実装例)

using System;
class MyClass
{
    // 正しい実装：第二オペランドがint型になっている
    public static MyClass operator <<(MyClass left, int shift)
    {
        // ここではシンプルにleftを返す例として実装
        return left;
    }
    static void Main()
    {
        MyClass obj1 = new MyClass();
        // 正しくは int 型のシフト数を渡す
        MyClass result = obj1 << 2;
        Console.WriteLine("シフトオーバーロードが正しく実装されています。");
    }
}

シフトオーバーロードが正しく実装されています。

型指定の変更点の解説

改善後のコードでは、第二のオペランドに明示的に int型を指定しています。

これにより、コンパイラはシフト演算子の使用において、入力として正しい型が渡されることを保証します。

また、最初のオペランドがクラス自身の型であるというルールに従い、正しいオーバーロードが行われることになります。

開発環境での検証方法

コンパイルエラーの再現手順

誤ったシフト演算子のオーバーロード例(エラー発生例)をエディタに貼り付けます。
ビルドまたはコンパイルを実施します。
コンパイラが出力するエラーメッセージ(CS0564)を確認します。

この手順により、型指定の誤りが確実に再現でき、エラーの内容を確認できます。

修正確認のポイント

第一のオペランドがクラス自身の型であることを再確認します。
第二のオペランドが int 型に指定されているかを確認します。
コンパイル時にエラーが解消され、プログラムが正しくビルドされることを確認します。

また、IDEのビルド結果やコンパイルログを参照しながら、修正後の状態が正しいことを検証します。

注意事項

実装時の落とし穴

よくある誤った実装パターン

シフト演算子をオーバーロードする際に、以下の点に注意が必要です。

第二のオペランドの型を誤って同じクラス型にしてしまう。
オペランドの順序や意味を正しく考慮せず、演算子の本来の動作を無視した実装になってしまう。

特に、オーバーロードする型が複雑なクラスである場合、型の制約を再確認することが大切です。

修正時に注意すべき要件

修正する際には、以下の点に注意してください。

第一のオペランドは常に自クラスのインスタンスである必要がある。
第二のオペランドは必ず int 型として定義する。
演算子オーバーロードが意味する動作と、実装するロジックが一致しているか確認する。

これらの点を考慮することで、コードの可読性と保守性が向上します。

エラー回避のためのポイント

正確な型指定の重要性

演算子オーバーロードを利用する際には、型指定を正確に行うことが重要です。

誤った型指定は、予期しない動作やコンパイルエラーにつながります。

そのため、設計段階で演算子の入力となる型の取り扱いについて十分に検討することが必要です。

検証工程の確認方法

以下の手順で検証を進めると、エラー回避に役立ちます。

コードを書いたあと、まずはビルドしてコンパイルエラーが発生しないか確認します。
単体テストを実施して、オーバーロードした演算子が期待通りの動作をするか確かめます。
IDEの警告やエラーメッセージを定期的にチェックし、型指定に関する誤りが無いか確認します。

これらの工程を取り入れることで、開発環境での検証が確実に行え、意図した通りの動作を実現することができます。

まとめ

この記事では、C#におけるシフト演算子の基本動作と、そのオーバーロード時に守るべきルール(第一オペランドは自クラス、第二オペランドはint型)について解説しています。

さらに、CS0564エラーの原因や改善方法、検証手順、実装時の注意点を具体例とともに紹介し、正しいシフト演算子オーバーロードの実装方法が理解できる内容となっています。