CS2001～

C#コンパイラエラーCS8157の原因と対策について解説

2025-03-29更新日: 2025-03-29

C#で発生するコンパイラエラーCS8157は、参照渡しにより返すことができない初期化された値を返そうとした場合に出ます。

例えば、ローカル変数などからref参照を返すときに、このエラーが発生することがあります。

修正するためは、返却方法を通常の値返しに変更するなど、リファクタリングを検討してください。

目次から探す

エラー発生の原因
コード例によるエラー検証
- エラー発生コードの紹介
- エラー箇所の詳細解析
エラー解消方法の検討
- 返却方法の修正ポイント
- 値渡しへのリファクタリング手法
まとめ

エラー発生の原因

参照渡し返却の基本ルール

C#では、関数から変数への参照を返すためにref returnを用いることができます。

ただし、返却する変数は関数の外部でも有効なスコープに存在していなければなりません。

つまり、返却される変数は関数のローカル変数や一時的に生成されるインスタンスであってはならず、呼び出し元で安全に利用できる領域に確保されている必要があります。

初期化された変数の返却制限

初期化されたローカル変数は、その変数が定義されたメソッドのスコープ内でのみ有効です。

関数からref returnを行う場合、返却対象として指定された変数が一時的なものや局所的な領域に束縛されると、メモリ管理上のリスクが生じるため、コンパイラはこれを許可しません。

たとえば、初期化の際に確保された値に対して参照を返そうとすると、後続の利用時に不整合が生じる可能性があるため、エラーが発生します。

配列インスタンス返却時の注意点

配列はnew演算子によって生成される参照型のインスタンスです。

配列の要素に対してref returnを試みる場合、その要素が一時的なオブジェクトに属していると、返却された参照を安全に利用できなくなる恐れがあります。

特に、配列インスタンス自体が関数内で生成され、外部に渡される際にそのライフタイムが保証されない場合、コンパイラはエラーを発生させる仕組みとなっています。

コード例によるエラー検証

エラー発生コードの紹介

以下のサンプルコードは、初期化済みのローカル変数やnew演算子で生成された配列の要素をref returnしようとした場合に発生するエラーCS8157の例です。

コード内には日本語のコメントで、各処理の意図が明記されています。

using System;
namespace SampleErrorCS8157
{
    class Program
    {
        // CS8157エラー発生例: ローカル変数や一時的な配列要素への参照を返そうとしています
        class C
        {
            public ref int M()
            {
                int x = 0; // ローカル変数
                ref int rx = ref x; // ローカル変数xの参照
                // newにより生成された配列の第1要素への参照を返そうとするためエラーが発生
                return ref (rx = ref (new int[1])[0]);
            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            C c = new C();
            // 以下の呼び出しはコンパイルエラーとなるため、コメントアウトされています
            // ref int result = ref c.M();
            Console.WriteLine("CS8157エラーの確認用サンプルコード");
        }
    }
}

CS8157 エラー: 参照渡しで返せない値に初期化されたため、参照渡しで返すことができません

エラー箇所の詳細解析

ローカル変数と参照渡しの関係

ローカル変数は、メソッド内で定義されそのスコープが該当メソッドに限定されるため、メソッド外に安全に参照として返すことができません。

返却される変数がメソッドの実行終了とともに破棄される可能性があるため、コンパイラは参照渡しによる返却を拒否します。

これにより、実行時に不正なメモリアクセスが発生するリスクを未然に防いでいます。

new演算子によるインスタンス生成の影響

new演算子を使用して生成される配列インスタンスはヒープ上に配置されますが、その一要素はメソッド内で一時的に利用されるため、直接ref returnする場合に問題が生じます。

生成直後の配列要素は、返却対象として不適切とみなされ、コンパイラはCS8157エラーを報告します。

これは、生成されたオブジェクトのライフタイムが保証されないため、参照渡しで返すと呼び出し元で不整合な状態が発生する可能性があるためです。

エラー解消方法の検討

返却方法の修正ポイント

このエラーを解決するためのポイントは、返却対象の値を参照渡しではなく、値渡しに変更することです。

値渡しを選ぶことで、返却される値はコピーされるため、メソッドのスコープに依存しない安全な形で使用することが可能です。

また、ライフタイムの管理に関して、返却する値が安定した状態であることが保証されるため、エラーによる予期しない動作を防止できます。

値渡しへのリファクタリング手法

変更前のコード例と問題点

以下のコード例は、参照渡しで返却しようとしてエラーが発生する状態を示しています。

返却対象としている変数や配列の要素は、メソッド内で一時的に生成されたものであり、値渡しで返す場合とは異なるライフタイム管理が行われるため、問題が生じます。

using System;
namespace SampleErrorBefore
{
    class C
    {
        // 参照渡しによる返却を試みる(エラー発生)
        public ref int M()
        {
            int x = 0;
            ref int rx = ref x;
            // new演算子により生成された配列の要素への参照を返そうとする
            return ref (rx = ref (new int[1])[0]);
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            C c = new C();
            // 以下の呼び出しはコンパイルエラーのため実行できません
            // Console.WriteLine(c.M());
            Console.WriteLine("コンパイルエラーCS8157発生例");
        }
    }
}

CS8157 エラー: 参照渡しで返せない値に初期化されたため、参照渡しで返すことができません

変更後のコード例と効果

エラーを回避するためには、返却方法を値渡しに変更します。

以下のサンプルコードでは、ref returnを用いずに単純に値を返すように改修しています。

これにより、返却される値は独立したコピーとして扱われ、ライフタイムの問題が解消されます。

using System;
namespace SampleFix
{
    class C
    {
        // 値渡しによる返却に変更し、エラーを解消
        public int M()
        {
            int x = 0;
            // new演算子により生成された配列の要素を値として返す
            return x = (new int[1])[0];
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            C c = new C();
            int result = c.M();
            Console.WriteLine("返却値: " + result); // 正常に値が返却されます
        }
    }
}

返却値: 0

まとめ

本記事では、C#で発生するコンパイラエラーCS8157の原因について、参照渡し返却の基本ルールや初期化された変数、配列インスタンス返却時の注意点を詳しく解説しました。

また、エラー発生コードを通じてローカル変数と参照渡しの関係、new演算子によるインスタンス生成の影響を解析し、エラー解消のための返却方法の変更や値渡しへのリファクタリング手法を示しました。

これにより、安全な参照返却の回避方法が理解できる内容となっています。