CS2001～

C# コンパイラエラー CS8170 の原因と対処法について解説

2025-03-29更新日: 2025-03-29

CS8170 は C# のコンパイラエラーです。

構造体のメンバーが this や他のインスタンスメンバーを参照渡しで返す場合に発生します。

返した ref型の値がスコープ外で無効になる可能性を避けるため、ref を返さない設計への変更が推奨されます。

目次から探す

エラー CS8170 発生の原因
- C# における値型と構造体の特性
- インスタンスメンバーと ref 戻り値の関係
エラー発生の具体例
- 該当コードサンプルの紹介
- サンプルコードの詳細解析
エラー CS8170 の対処法
- メソッド設計の修正
- 構造体設計の見直し
まとめ

エラー CS8170 発生の原因

C# における値型と構造体の特性

C#では、値型は通常、スタック上に割り当てられます。

値型には主に構造体structが含まれ、既定では値のコピーや直接の値の管理が行われます。

構造体は短命な領域に配置されるため、スコープを抜けると同時にメモリが解放される点に注意が必要です。

スタック上の割り当てとスコープ管理

スタックに割り当てられた値は、宣言されたスコープが終了するタイミングで自動的に破棄されます。

そのため、構造体のメンバーを参照渡しで返す場合、参照がスコープ外のメモリ領域を指してしまうリスクが発生します。

たとえば、関数内で作成された構造体のメンバーへの参照を返すと、その構造体が破棄された後も無効な参照が利用される可能性があります。

これを防ぐ目的で、コンパイラはエラー CS8170 を発生させ、参照の安全性を確保しています。

インスタンスメンバーと ref 戻り値の関係

C#では、構造体のインスタンスメンバー(たとえば、フィールドやプロパティ)をref戻り値として返すことは、設計上のリスクを伴います。

特に、インスタンス自体が値のコピーで扱われるため、返された参照が元のインスタンスに対応していない場合が発生します。

参照渡しによるリスク

参照渡しを利用する場合、対象のデータが存在しなくなった後も参照が利用されると、予期しない動作やエラーの原因となります。

コンパイラは、こうしたリスクを回避するために、インスタンスメンバーをref戻り値として返す操作を禁止しています。

そのため、以下のようなコードを書くと、エラー CS8170 が発生します。

// エラーが発生する例
struct SampleStruct
{
    public int value;
    public ref int GetValueRef()
    {
        // 値型のメンバーを参照渡しで返そうとするためエラー
        return ref value;
    }
}
class Demo
{
    static void Main()
    {
        SampleStruct sample = new SampleStruct { value = 10 };
        // この呼び出しによりエラー CS8170 が発生する
        ref int refValue = ref sample.GetValueRef();
        System.Console.WriteLine(refValue);
    }
}

// コンパイルエラー CS8170: 構造体メンバーは 'this' または他のインスタンス メンバーを参照渡しで返すことができません

エラー発生の具体例

該当コードサンプルの紹介

C#でエラー CS8170 が発生する具体的なコード例として、構造体のメンバーをref戻り値として返す場合が挙げられます。

下記の例は、コンパイラがエラーを検出する典型的なパターンを示しています。

コンパイラからのエラーメッセージ解説

以下のコード例では、構造体Programのインスタンスメンバーであるdをref戻り値で返そうとしています。

この場合、コンパイラは「構造体メンバーは ‘this’ または他のインスタンスメンバーを参照渡しで返すことができません」といったエラーメッセージを出力します。

これは、構造体がスタック上に配置され、スコープ外での参照が無効なメモリ領域を指してしまう危険性があるからです。

// CS8170.cs
struct Program
{
    public int d;
    // 構造体のメンバーをrefで返そうとするためエラー
    public ref int M()
    {
        return ref d;
    }
}
class Other
{
    static void Main()
    {
        Program p = new Program { d = 5 };
        // この行でエラーが発生する
        ref int refValue = ref p.M();
        System.Console.WriteLine(refValue);
    }
}

// コンパイルエラー CS8170: 構造体メンバーは 'this' または他のインスタンス メンバーを参照渡しで返すことができません

サンプルコードの詳細解析

上記のコードでは、構造体Programのメンバー変数dを返り値としてrefで返しています。

メソッドMでref dを返しているため、構造体のインスタンスがスコープから外れた場合に、dへの参照が無効になるリスクが存在します。

コンパイラはこれを検出し、エラーを発生させることで、実行時の不具合を未然に防いでいます。

リファレンス返却時の問題点

構造体の場合、返されたリファレンスが元のオブジェクトのライフサイクルに影響を受けることがあり、特に次の点に注意が必要です。

スコープの終了：関数内で生成された構造体は、関数終了時に破棄されるため、そのメンバーへの参照は無効になる。
スタック領域の再利用：スタック上のメモリは他のデータにより上書きされる可能性があり、予期しない動作を引き起こす。

これらの理由から、構造体のインスタンスメンバーをrefとして返すことは、非常に危険と判断され、コンパイラが制約を設けています。

エラー CS8170 の対処法

メソッド設計の修正

エラー CS8170 を防ぐ一つの方法として、ref戻り値を避けたメソッド設計が挙げられます。

つまり、構造体のメンバーを通常の値として返すように変更します。

これにより、返された値はコピーされ、元の構造体が破棄されても安全に利用できます。

ref 戻り値を使用しない方法

以下のサンプルコードは、構造体のメンバーを通常の戻り値として返す方法を示しています。

これにより、エラー CS8170 を回避し、値のコピーが行われるため安全に利用できるようになります。

// 修正例: refではなく値を返す
struct SafeStruct
{
    public int value;
    // 通常の戻り値として返すので、コピーが行われる
    public int GetValue()
    {
        return value;
    }
}
class SafeDemo
{
    static void Main()
    {
        SafeStruct safeStruct = new SafeStruct { value = 20 };
        int result = safeStruct.GetValue();
        System.Console.WriteLine(result); // 出力：20
    }
}

構造体設計の見直し

場合によっては、参照渡しが本当に必要なケースもあります。

その際は、構造体自体の設計を見直し、リファレンス返却が安全に行えるようスコープの延長を検討する必要があります。

スコープ拡張時の注意点

構造体のライフタイムを明示的に延長する方法として、構造体のインスタンスをクラスや別の方法で管理する手法が考えられます。

また、拡張メソッドを用いて、in引数を利用しながら安全にメンバーを参照する方法もあります。

以下のコードは、その一例です。

// in修飾子を利用し、読み取り専用のref戻り値を返すサンプル
public struct ExtendedStruct
{
    public int value;
}
public static class ExtendedMethods
{
    // in引数を利用するため、元の構造体がコピーされずに済む
    public static ref readonly int GetReadOnlyValue(in ExtendedStruct extStruct)
    {
        return ref extStruct.value;
    }
}
class ExtendedDemo
{
    static void Main()
    {
        ExtendedStruct extStruct = new ExtendedStruct { value = 30 };
        ref readonly int resultRef = ref ExtendedMethods.GetReadOnlyValue(in extStruct);
        System.Console.WriteLine(resultRef); // 出力：30
    }
}

まとめ

この記事では、構造体の値型特性とメモリのスコープ管理により、ref戻り値を返すと参照が無効になるリスクがあることを説明しています。

エラー CS8170 が発生する具体例を通じ、コンパイラが安全性を確保する仕組みを解説。

さらに、refを使用しない通常の戻り値によるメソッド設計や、inパラメータを利用したスコープ拡張の方法について述べ、CS8170エラーの対処法を理解できる内容となりました。