CS801～2000

C#コンパイラエラーCS1666の原因と対処法について解説

2025-03-29更新日: 2025-03-29

CS1666は、C#で固定サイズバッファを使用する際に発生するコンパイルエラーです。

unsafeコード内で固定されていないインスタンスのバッファを参照すると、ランタイムの最適化でメモリ移動が起こりエラーとなります。

これを回避するには、対象変数をfixedステートメントで固定して利用してください。

目次から探す

エラーの発生原因
- unsafeコードにおけるメモリアクセスの最適化
- fixedキーワードの必要性
エラー再現の具体例
- インスタンス固定なしで発生するエラー
対処法と修正方法
- fixedステートメントの正しい使用手順
- コーディング時の注意点
まとめ

エラーの発生原因

固定サイズバッファは、unsafeコンテキスト内で定義される固定長の配列であり、構造体の一部として宣言されます。

固定長バッファは、ランタイムがガベージコレクションの際に移動させないようにする必要があるため、特別な扱いを受けます。

たとえば、以下のように宣言されるバッファは、メモリ内で連続領域を占有し、高速なメモリアクセスが可能となります。

配列の要素数はコンパイル時に決まっていること
バッファは一般のオブジェクトと異なり、ポインタ操作で直接アクセスできる

unsafeコードは低レベルのメモリ操作を可能にする反面、ガベージコレクションによるメモリの移動が起こるため、固定されていない状態でバッファにアクセスすると、不整合や予期せぬ動作が発生する可能性があります。

unsafeコードにおけるメモリアクセスの最適化

unsafeコードでは、ポインタ演算によって直接メモリにアクセスできるため、通常のコードに比べパフォーマンスが向上することがあります。

しかし、ランタイムは速度向上のためにオブジェクトの配置先を動的に変更するため、固定サイズバッファを安全に利用するにはメモリ位置を固定する必要があります。

たとえば、構造体内にある固定サイズバッファに、そのままアクセスするとコンパイラは安全性の観点からエラー(CS1666)を発生させるのです。

fixedキーワードの必要性

fixedキーワードは、実行時に変数のメモリ位置を固定し、ガベージコレクションによる移動を防ぐために用いられます。

固定サイズバッファにアクセスする際、固定せずに直接アクセスすると、ランタイムがインスタンスの移動を行った結果、エラーが発生します。

つまり、fixedキーワードを利用することで、バッファの位置が安定し、安全にメモリにアクセスできるようになります。

エラー再現の具体例

固定サイズバッファが含まれる構造体のインスタンスを、固定せずにそのままアクセスした場合、コンパイラはエラーCS1666を発生させます。

ここでは3つのパターンで挙動を確認します。

インスタンス固定なしで発生するエラー

CS1666エラーが発生するケース

以下のサンプルコードは、固定せずに固定サイズバッファにアクセスしようとするケースです。

このコードは直接コンパイルすると、CS1666エラーが発生します。

サンプルコード内では、エラーが発生する部分をコメントで示しています。

/*
using System;
unsafe struct S
{
    // 固定サイズバッファの宣言(サイズ1のint型配列)
    public fixed int buffer[1];
}
unsafe class Test
{
    S field = new S();
    // fixedで固定しないため、CS1666エラーが発生するメソッド
    private bool Example1()
    {
        // この行はコンパイルエラー(CS1666)を発生させます
        return (field.buffer[0] == 0);
    }
    public static void Main()
    {
        Test test = new Test();
        // 以下を有効化すると、コンパイルエラーが発生します
        // Console.WriteLine("エラーを発生させる例：" + test.Example1());
        Console.WriteLine("CS1666エラーの例：コードはコメントアウトされています");
    }
}
*/

fixedステートメント適用時の例

固定ステートメントを使うことで、インスタンスのメモリ位置を固定し、CS1666エラーを回避できます。

以下のサンプルコードは、fixedブロック内で固定サイズバッファにアクセスする正しい方法を示しています。

using System;
unsafe struct S
{
    // 固定サイズバッファの宣言(要素数1のint型配列)
    public fixed int buffer[1];
}
unsafe class Test
{
    S field = new S();
    // fixedステートメントを使って、fieldのメモリ位置を固定する例
    public bool Example2()
    {
        fixed (S* p = &field)
        {
            // p->buffer[0]へ安全にアクセスできる
            return (p->buffer[0] == 0);
        }
    }
    public static void Main()
    {
        Test test = new Test();
        Console.WriteLine("fixedステートメント利用の例：" + test.Example2());
    }
}

fixedステートメント利用の例：True

ローカル変数利用時の安全な実装

固定サイズバッファが含まれる型のローカル変数は、スタック上に確保されるため、固定しなくても安全にアクセスできる場合があります。

以下のサンプルコードは、ローカル変数を利用して固定サイズバッファにアクセスする例です。

using System;
unsafe struct S
{
    // 固定サイズバッファの宣言
    public fixed int buffer[1];
}
unsafe class Test
{
    // ローカル変数の場合、コンパイラが自動で適切な処理をするためエラーが発生しません
    public bool Example3()
    {
        S local = new S();
        return (local.buffer[0] == 0);
    }
    public static void Main()
    {
        Test test = new Test();
        Console.WriteLine("ローカル変数利用の例：" + test.Example3());
    }
}

ローカル変数利用の例：True

対処法と修正方法

固定サイズバッファを含むインスタンスにアクセスする際は、必ずfixedステートメントを利用し、対象変数のメモリ位置を固定することが基本です。

以下に、具体的な対処手順と注意点を示します。

fixedステートメントの正しい使用手順

固定サイズバッファを含む変数(またはフィールド)のアドレスを取得するために、fixedブロックを作成します。
fixedブロック内で、ポインタ経由でバッファにアクセスします。
ブロックを抜けると、変数の固定が解除され、ガベージコレクションの対象となります。

正しい使用例は以下の通りです。

using System;
unsafe struct S
{
    public fixed int buffer[1];
}
unsafe class Test
{
    S field = new S();
    // fixedブロック内で安全にバッファへアクセスする方法
    public bool UseFixedBuffer()
    {
        fixed (S* p = &field)
        {
            // bufferの0番目の値に安全にアクセス
            return (p->buffer[0] == 0);
        }
    }
    public static void Main()
    {
        Test test = new Test();
        Console.WriteLine("fixedステートメントを利用したアクセス：" + test.UseFixedBuffer());
    }
}

fixedステートメントを利用したアクセス：True

コーディング時の注意点

unsafeコードを記述する場合、プロジェクトの設定で「unsafeコードの許可」を有効にする必要があります。
fixedステートメントで固定している間は、対象変数の参照が固定されるため、不要な長時間の固定は避けるようにしてください。
固定サイズバッファは、通常のメモリアクセスパターンから外れるため、コードの可読性に注意し、適切なコメントを記述することで他の開発者への配慮をしましょう。
ローカル変数であれば、固定ステートメントを使用しなくても問題ない場合がありますが、フィールドの場合は必ず固定する必要があります。

以上の点を踏まえて、固定サイズバッファを安全かつ効率的に利用するコーディング方法を心がけてください。

まとめ

本記事では、固定サイズバッファの仕様や特徴、unsafeコードでのメモリアクセス時の注意点、そしてfixedキーワードの役割を解説しました。

また、固定せずにアクセスした場合に発生するCS1666エラーの再現例と、fixedステートメントを使った正しい固定方法、ローカル変数利用時の安全な実装例を紹介しました。

さらに、fixedキーワードの正しい使用手順やコーディング時の注意点を示し、安全に固定サイズバッファを扱うための対策が理解できます。