LINQ

[C#/LINQ] Zipメソッドの使い方 – 複数のコレクションを結合する

C#のLINQにおけるZipメソッドは、2つのコレクションを結合し、それぞれの要素をペアにして新しいコレクションを生成します。

各コレクションの対応する要素を組み合わせて処理を行うため、最も短いコレクションの長さに合わせて結合が行われます。

例えば、Zipを使って2つのリストの要素を足し合わせたり、文字列と数値をペアにすることが可能です。

シグネチャはZip(IEnumerable<TFirst>, IEnumerable<TSecond>, Func<TFirst, TSecond, TResult>)です。

目次から探す

Zipメソッドとは
Zipメソッドの基本的な使い方
Zipメソッドの具体例
Zipメソッドの応用例
Zipメソッドのパフォーマンスと注意点
まとめ

Zipメソッドとは

Zipメソッドは、C#のLINQ(Language Integrated Query)ライブラリに含まれる非常に便利なメソッドです。

このメソッドは、複数のコレクションを結合し、各コレクションの同じインデックスにある要素をペアにして新しいコレクションを生成します。

たとえば、2つのリストがある場合、Zipメソッドを使用すると、1番目の要素同士、2番目の要素同士といった具合に、要素を組み合わせた新しいリストを作成できます。

Zipメソッドは、要素数が異なるコレクションを結合する際には、最も短いコレクションの要素数に合わせて結合を行います。

この特性により、データの整合性を保ちながら、効率的にデータを処理することが可能です。

特に、データのマッピングや複雑なデータ処理を行う際に非常に役立ちます。

Zipメソッドの基本的な使い方

2つのコレクションを結合する

Zipメソッドを使用することで、2つのコレクションを簡単に結合できます。

以下のサンプルコードでは、2つの整数リストを結合し、それぞれの要素を足し合わせた新しいリストを作成します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> list1 = new List<int> { 1, 2, 3 };
        List<int> list2 = new List<int> { 4, 5, 6 };
        var result = list1.Zip(list2, (a, b) => a + b);
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine(item); // 結果を出力
        }
    }
}

5
7
9

要素数が異なる場合の挙動

Zipメソッドは、結合するコレクションの要素数が異なる場合、最も短いコレクションの要素数に合わせて結合を行います。

以下のサンプルコードでは、3つの要素を持つリストと2つの要素を持つリストを結合しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> list1 = new List<int> { 1, 2, 3 };
        List<int> list2 = new List<int> { 4, 5 };
        var result = list1.Zip(list2, (a, b) => a + b);
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine(item); // 結果を出力
        }
    }
}

5
7

匿名型を使った結合

Zipメソッドでは、匿名型を使用して複数の要素を結合することも可能です。

以下のサンプルコードでは、名前と年齢のリストを結合し、匿名型で新しいオブジェクトを作成しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie" };
        List<int> ages = new List<int> { 25, 30, 35 };
        var result = names.Zip(ages, (name, age) => new { Name = name, Age = age });
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine($"名前: {item.Name}, 年齢: {item.Age}"); // 結果を出力
        }
    }
}

名前: Alice, 年齢: 25
名前: Bob, 年齢: 30
名前: Charlie, 年齢: 35

Zipメソッドの戻り値の型

Zipメソッドの戻り値は、結合された要素の型に依存します。

結合する要素の型が異なる場合、戻り値は指定した関数の戻り値の型になります。

上記の例では、整数のリストを結合した場合は整数型のリストが、匿名型を使用した場合は匿名型のリストが返されます。

これにより、柔軟にデータを扱うことができます。

Zipメソッドの具体例

数値リストを結合して計算する

Zipメソッドを使用して、2つの数値リストを結合し、それぞれの要素を掛け算する例を示します。

以下のサンプルコードでは、2つのリストの要素を掛け合わせた結果を新しいリストとして生成します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> list1 = new List<int> { 2, 3, 4 };
        List<int> list2 = new List<int> { 5, 6, 7 };
        var result = list1.Zip(list2, (a, b) => a * b);
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine(item); // 結果を出力
        }
    }
}

10
18
28

文字列リストと数値リストを結合する

次に、文字列リストと数値リストを結合し、文字列に数値を追加する例を示します。

以下のサンプルコードでは、名前のリストと年齢のリストを結合し、各名前に年齢を付加した新しいリストを作成します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie" };
        List<int> ages = new List<int> { 25, 30, 35 };
        var result = names.Zip(ages, (name, age) => $"{name}は{age}歳です。");
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine(item); // 結果を出力
        }
    }
}

Aliceは25歳です。
Bobは30歳です。
Charlieは35歳です。

オブジェクトのプロパティを結合する

Zipメソッドを使用して、オブジェクトのプロパティを結合することもできます。

以下のサンプルコードでは、Personクラスのリストを作成し、名前と年齢を結合して新しいオブジェクトを生成します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<Person> people = new List<Person>
        {
            new Person { Name = "Alice", Age = 25 },
            new Person { Name = "Bob", Age = 30 },
            new Person { Name = "Charlie", Age = 35 }
        };
        List<string> hobbies = new List<string> { "読書", "スポーツ", "音楽" };
        var result = people.Zip(hobbies, (person, hobby) => new { person.Name, person.Age, Hobby = hobby });
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine($"名前: {item.Name}, 年齢: {item.Age}, 趣味: {item.Hobby}"); // 結果を出力
        }
    }
}

名前: Alice, 年齢: 25, 趣味: 読書
名前: Bob, 年齢: 30, 趣味: スポーツ
名前: Charlie, 年齢: 35, 趣味: 音楽

複数のコレクションを結合して新しいオブジェクトを作成する

Zipメソッドを使って、複数のコレクションを結合し、新しいオブジェクトを作成することも可能です。

以下のサンプルコードでは、名前、年齢、趣味のリストを結合し、PersonInfoという新しいオブジェクトを生成します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class PersonInfo
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public string Hobby { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie" };
        List<int> ages = new List<int> { 25, 30, 35 };
        List<string> hobbies = new List<string> { "読書", "スポーツ", "音楽" };
        var result = names.Zip(ages, (name, age) => new { Name = name, Age = age })
                          .Zip(hobbies, (person, hobby) => new PersonInfo { Name = person.Name, Age = person.Age, Hobby = hobby });
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine($"名前: {item.Name}, 年齢: {item.Age}, 趣味: {item.Hobby}"); // 結果を出力
        }
    }
}

名前: Alice, 年齢: 25, 趣味: 読書
名前: Bob, 年齢: 30, 趣味: スポーツ
名前: Charlie, 年齢: 35, 趣味: 音楽

Zipメソッドの応用例

3つ以上のコレクションを結合する方法

Zipメソッドは、2つのコレクションを結合するのが基本ですが、複数のコレクションを結合することも可能です。

以下のサンプルコードでは、3つのリストを結合し、それぞれの要素を組み合わせた新しいオブジェクトを生成します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class PersonInfo
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public string Hobby { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie" };
        List<int> ages = new List<int> { 25, 30, 35 };
        List<string> hobbies = new List<string> { "読書", "スポーツ", "音楽" };
        var result = names.Zip(ages, (name, age) => new { Name = name, Age = age })
                          .Zip(hobbies, (person, hobby) => new PersonInfo { Name = person.Name, Age = person.Age, Hobby = hobby });
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine($"名前: {item.Name}, 年齢: {item.Age}, 趣味: {item.Hobby}"); // 結果を出力
        }
    }
}

名前: Alice, 年齢: 25, 趣味: 読書
名前: Bob, 年齢: 30, 趣味: スポーツ
名前: Charlie, 年齢: 35, 趣味: 音楽

Zipメソッドを使ったデータのマッピング

Zipメソッドは、データのマッピングにも非常に便利です。

以下のサンプルコードでは、2つのリストを結合し、特定の条件に基づいて新しいリストを生成します。

ここでは、年齢が30以上の人の名前を抽出しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<Person> people = new List<Person>
        {
            new Person { Name = "Alice", Age = 25 },
            new Person { Name = "Bob", Age = 30 },
            new Person { Name = "Charlie", Age = 35 }
        };
        var result = people.Where(p => p.Age >= 30)
                           .Select(p => p.Name);
        foreach (var name in result)
        {
            Console.WriteLine(name); // 結果を出力
        }
    }
}

Bob
Charlie

Zipメソッドを使った複雑なデータ処理

Zipメソッドは、複雑なデータ処理にも利用できます。

以下のサンプルコードでは、2つのリストを結合し、条件に基づいて新しいリストを生成します。

ここでは、年齢が25以上の人の名前と年齢を結合しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<Person> people = new List<Person>
        {
            new Person { Name = "Alice", Age = 25 },
            new Person { Name = "Bob", Age = 30 },
            new Person { Name = "Charlie", Age = 20 }
        };
        var result = people.Where(p => p.Age >= 25)
                           .Select(p => p.Name)
                           .Zip(people.Select(p => p.Age), (name, age) => new { Name = name, Age = age });
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine($"名前: {item.Name}, 年齢: {item.Age}"); // 結果を出力
        }
    }
}

名前: Alice, 年齢: 25
名前: Bob, 年齢: 30

Zipメソッドと他のLINQメソッドの組み合わせ

Zipメソッドは、他のLINQメソッドと組み合わせて使用することで、より強力なデータ処理が可能になります。

以下のサンプルコードでは、ZipメソッドとSelectメソッドを組み合わせて、結合したデータを加工しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie" };
        List<int> ages = new List<int> { 25, 30, 35 };
        var result = names.Zip(ages, (name, age) => new { Name = name, Age = age })
                          .Select(person => $"{person.Name}さんは{person.Age}歳です。");
        foreach (var item in result)
        {
            Console.WriteLine(item); // 結果を出力
        }
    }
}

Aliceさんは25歳です。
Bobさんは30歳です。
Charlieさんは35歳です。

このように、Zipメソッドは他のLINQメソッドと組み合わせることで、データの結合や加工を柔軟に行うことができます。

Zipメソッドのパフォーマンスと注意点

Zipメソッドのパフォーマンス特性

Zipメソッドは、LINQの中でも比較的効率的に動作します。

内部的には、遅延実行が採用されており、必要なときにのみ要素を生成します。

これにより、メモリの使用量を抑えつつ、パフォーマンスを向上させることができます。

ただし、結合するコレクションのサイズが大きくなると、処理時間が増加するため、注意が必要です。

特に、要素数が異なるコレクションを結合する場合、最も短いコレクションのサイズに合わせて処理が行われるため、無駄な計算を避けることができます。

大規模データセットでの使用時の注意点

大規模データセットを扱う際には、Zipメソッドの使用に注意が必要です。

特に、非常に大きなコレクションを結合する場合、メモリの消費が増加し、パフォーマンスが低下する可能性があります。

以下の点に留意することが重要です。

メモリ使用量: 大規模なコレクションを結合する際は、メモリの使用量を監視し、必要に応じてデータを分割することを検討してください。
遅延実行: Zipメソッドは遅延実行を利用していますが、最終的に結果を取得する際には全ての要素が処理されるため、注意が必要です。
並列処理: 大規模データセットの場合、PLINQ(Parallel LINQ)を使用して並列処理を行うことで、パフォーマンスを向上させることができます。