CS2001～

C#コンパイラエラーCS8160の原因と対策について解説

2025-03-29更新日: 2025-03-29

CS8160エラーは、C#で読み取り専用フィールドをrefを使って返そうとする際に発生します。

たとえば、readonlyなフィールドを修正可能な参照として返すコードを書くと、コンパイラがエラーを返します。

解決策としては、値として返すようにコードを変更する必要があります。

目次から探す

エラーCS8160の原因
- 読み取り専用フィールドの役割と制約
- コンパイラがエラーを検出する理由
コード例によるエラー発生状況
- 該当するコード構造の解説
- コンパイラ動作の解説
エラーCS8160の対策方法
修正方法の実装手順
- コード見直しの流れ
まとめ

エラーCS8160の原因

読み取り専用フィールドの役割と制約

readonly修飾子の意味

readonly修飾子は、クラスや構造体のフィールドに対して、宣言時またはコンストラクタ内でしか値を変更できない制約を設ける役割があります。

オブジェクトの不変性を確保するために用いられ、意図しない値の再代入を防止する効果があります。

たとえば、次のコードではフィールドvalueはコンストラクタでのみ初期化でき、その後は変更することができません。

using System;
class Sample
{
    // readonlyフィールドは宣言時またはコンストラクタでのみ初期化可能
    readonly int value;
    public Sample(int initialValue)
    {
        value = initialValue; // ここでのみ代入可能
    }
    public void ShowValue()
    {
        Console.WriteLine("値は: " + value);
    }
    static void Main(string[] args)
    {
        Sample sampleInstance = new Sample(42);
        sampleInstance.ShowValue();
    }
}

値は: 42

参照渡しの制限事項

C#では、メソッドを通じて参照返しを行う場合、返される対象が変更可能である必要があります。

しかし、readonlyフィールドはその特性上、変更できないため、参照渡しで返すことはできません。

これにより、readonlyフィールドを返す形で参照を取得しようとすると、コンパイラエラーCS8160が発生します。

たとえば、次のコードはreadonly変数に対して参照渡しを試みるためエラーとなります。

コンパイラがエラーを検出する理由

エラーメッセージの内容解析

コンパイラエラーCS8160は、「読み取り専用フィールドを書き込み可能な参照渡しで返すことはできません」といった内容のエラーメッセージが表示されます。

このエラーは、readonlyフィールドに対して参照型の戻り値を返そうとするコードが原因です。

エラーメッセージの分析により、該当するフィールドが変更不可であることを理解し、返却方法として値渡しへ変更する対策が必要であると判断できます。

コード例によるエラー発生状況

該当するコード構造の解説

エラー発生コードの概要

次のサンプルコードは、readonlyフィールドを参照渡しで返そうとしてエラーが発生する例です。

サンプルでは、GetReferenceメソッド内でreadonlyフィールドnumberへの参照を返そうとしており、これがエラーの原因となっています。

using System;
class Program
{
    // readonlyフィールドは書き込みができないため、参照返しは不適切
    readonly int number = 100;
    // 以下のメソッドはCS8160エラーを発生させる例
    ref int GetReference()
    {
        return ref number; // ここでエラーが発生する
    }
    static void Main(string[] args)
    {
        Program programInstance = new Program();
        // 参照渡し取得を試みる
        // ref int numRef = ref programInstance.GetReference();
        Console.WriteLine("プログラム終了");
    }
}

問題箇所の特定

上記のコードでは、GetReferenceメソッドのreturn ref number;の部分が問題となります。

numberはreadonly修飾子により変更不可となっているため、参照返し(ref return)によって書き込みが可能な形で返すことはできません。

これがコンパイラエラーCS8160を引き起こしている根本原因です。

コンパイラ動作の解説

内部処理とエラー発生の関連性

C#コンパイラは、readonlyフィールドの不変性を保証するため、メソッドからの参照返しを検出する際に、対象フィールドがreadonlyであるかどうかをチェックします。

readonlyであるフィールドに対して参照返しを返そうとすると、フィールドの不変性が損なわれる可能性があるため、コンパイラはそのコードを不正とみなしてエラーを発生させます。

$CS8160: Cannot return a reference to a readonly field$

この内部処理によって、変数の不正な書き換えを防ぎ、プログラムの安全性を確保しています。

エラーCS8160の対策方法

値渡しへの変更による修正方法

修正前と修正後のコード比較

エラーCS8160の対策として、参照渡しではなく値渡しでフィールドの値を返す方法があります。

以下に、修正前のコードと修正後のコードを比較します。

修正前のコード(エラー発生)

using System;
class Program
{
    readonly int number = 100;
    // 参照で返そうとするためエラーが発生
    ref int GetReference()
    {
        return ref number;
    }
    static void Main(string[] args)
    {
        Program programInstance = new Program();
        // ref int numRef = ref programInstance.GetReference(); // この行でコンパイルエラーが発生
        Console.WriteLine("プログラム終了");
    }
}

修正後のコード(値渡しによる解決)

using System;
class Program
{
    readonly int number = 100;
    // 値渡しで返す方法に変更
    int GetValue()
    {
        return number;
    }
    static void Main(string[] args)
    {
        Program programInstance = new Program();
        // 値で受け取るためエラーが解消される
        int value = programInstance.GetValue();
        Console.WriteLine("numberの値: " + value);
    }
}

numberの値: 100

変更理由とその効果

参照渡しによる返却は、オブジェクトの内部状態を不意に変更されるリスクがあるため、readonlyフィールドに対しては適していません。

値渡しに変更することで、フィールドの内容を安全にコピーし、呼び出し元で変更することができなくなります。

また、コンパイラエラーCS8160が解消されるため、安定したコード動作が期待できます。

修正実施時の注意点

影響範囲の確認方法

修正を行う際は、対象メソッドが他の部分でどのように使用されているかを確認する必要があります。

たとえば、参照渡しで返却していた変数を、値渡しに変更することにより、呼び出し元の処理に影響がないか検証する必要があります。

IDEの検索機能や静的解析ツールを利用すれば、影響範囲を効率的に確認することができます。

コンパイル確認の手法

修正後は、コード全体のコンパイルを行い、エラーメッセージが解消されていることを確認してください。

加えて、ユニットテストやインテグレーションテストを実施することで、変更による副作用がないかチェックすることが推奨されます。

修正方法の実装手順

コード見直しの流れ

具体的な修正作業の手順

問題の箇所を特定し、refを使用しているメソッドを値渡しに変更する。
対象フィールドが本来意図した動作に影響を与えないかを検証するため、コード全体を見直す。
修正後のコードで、テストケースが正常に動作するか確認するため、テストを実行する。

具体例として、以下のコードは修正の流れを示すサンプルです。

using System;
class Program
{
    readonly int number = 100;
    // 修正前：参照で返そうとしてエラーが発生していた箇所
    // ref int GetReference()
    // {
    //     return ref number;
    // }
    // 修正後：値渡しで返すメソッドに変更
    int GetValue()
    {
        return number;
    }
    static void Main(string[] args)
    {
        Program programInstance = new Program();
        // 値渡しで取得し、変更不可能な値として扱う
        int value = programInstance.GetValue();
        Console.WriteLine("修正後、numberの値: " + value);
    }
}

修正後、numberの値: 100

修正結果の検証方法

修正後は、以下の方法で検証を行うとよいです。

単体テストを実装して、対象メソッドが期待通りの値を返すかチェックする。
アプリケーション全体をビルドし、コンパイルエラーが解消されているか確認する。
Main関数が正しく動作し、出力結果が変更前と一致することを実行結果で確認する。

これらの手順に沿って修正と検証を行うことで、エラーCS8160が発生していた個所を安全かつ確実に解消することが可能です。

まとめ

この記事では、C#のコンパイラエラーCS8160について解説しています。

readonly修飾子がフィールドの不変性を保証する一方、参照渡しで返すと安全性が損なわれるためエラーが発生する理由を詳しく説明しています。

実際のコード例を通じて問題箇所を特定し、値渡しに変更することで解決する方法と、その実装手順が理解できます。