配列&コレクション

[C#] Addメソッドの使い方 – リストに要素を追加する(末尾に追加)

2025-01-18更新日: 2025-01-18

C#のList<T>クラスには、要素を末尾に追加するためのAddメソッドが用意されています。

Addメソッドは、リストの最後に指定した要素を追加します。

使用方法は、List<T>オブジェクトに対してAddメソッドを呼び出し、引数に追加したい要素を渡すだけです。

例えば、List<int> numbers = new List<int>();の後にnumbers.Add(5);とすると、リストの末尾に5が追加されます。

目次から探す

Addメソッドとは
Addメソッドの基本的な使い方
Addメソッドの使用例
Addメソッドの応用
Addメソッドの注意点
Addメソッドの代替手段
まとめ

Addメソッドとは

C#のAddメソッドは、List<T>クラスにおいて、リストの末尾に要素を追加するためのメソッドです。

このメソッドを使用することで、動的にサイズが変化するリストに対して、簡単に新しい要素を追加することができます。

Addメソッドは、リストのサイズを自動的に調整し、必要に応じて内部の配列を再割り当てするため、開発者はリストのサイズを気にすることなく要素を追加できます。

例えば、数値や文字列、カスタムオブジェクトなど、さまざまなデータ型を持つリストに対して、Addメソッドを使って要素を追加することが可能です。

このメソッドは、リストの操作において非常に便利で、C#プログラミングにおいて頻繁に使用される基本的な機能の一つです。

Addメソッドの基本的な使い方

リストの作成と初期化

C#でリストを作成するには、List<T>クラスを使用します。

Tはリストに格納するデータ型を指定します。

以下のコードは、整数型のリストを作成し、初期化する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 整数型のリストを作成
        List<int> numbers = new List<int>();
    }
}

要素の追加方法

リストに要素を追加するには、Addメソッドを使用します。

以下のコードでは、整数型のリストに要素を追加する方法を示しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        // 要素を追加
        numbers.Add(10); // 10を追加
        numbers.Add(20); // 20を追加
    }
}

複数回のAddメソッドの使用例

Addメソッドを複数回使用して、リストに複数の要素を追加することもできます。

以下のコードは、整数型のリストに複数の要素を追加する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        // 複数の要素を追加
        numbers.Add(10);
        numbers.Add(20);
        numbers.Add(30);
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

10
20
30

Addメソッドの戻り値と例外処理

Addメソッドは戻り値を持たず、要素を追加する際に特に例外が発生しない限り、正常に動作します。

ただし、リストの容量が制限を超えた場合、内部的に新しい配列を作成し、要素を移動します。

以下のコードは、例外処理を行う例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        try
        {
            // 要素を追加
            numbers.Add(10);
            numbers.Add(20);
            // 例外が発生する可能性のある処理
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine("エラーが発生しました: " + ex.Message);
        }
    }
}

このように、Addメソッドは非常にシンプルで使いやすいですが、例外処理を行うことで、より堅牢なプログラムを作成することができます。

Addメソッドの使用例

数値型リストへの要素追加

数値型のリストに要素を追加するのは非常に簡単です。

以下のコードでは、整数型のリストに数値を追加する例を示しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        // 数値を追加
        numbers.Add(1);
        numbers.Add(2);
        numbers.Add(3);
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

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文字列型リストへの要素追加

文字列型のリストにも同様に要素を追加できます。

以下のコードは、文字列型のリストに名前を追加する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<string> names = new List<string>();
        
        // 文字列を追加
        names.Add("山田");
        names.Add("佐藤");
        names.Add("鈴木");
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var name in names)
        {
            Console.WriteLine(name);
        }
    }
}

山田
佐藤
鈴木

カスタムクラスのリストへの要素追加

カスタムクラスのリストにも要素を追加できます。

以下のコードでは、Personクラスのインスタンスをリストに追加する例を示しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<Person> people = new List<Person>();
        
        // カスタムクラスのインスタンスを追加
        people.Add(new Person { Name = "山田", Age = 30 });
        people.Add(new Person { Name = "佐藤", Age = 25 });
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var person in people)
        {
            Console.WriteLine($"{person.Name}, {person.Age}歳");
        }
    }
}

山田, 30歳
佐藤, 25歳

ループを使った要素の追加

ループを使用して、リストに複数の要素を追加することもできます。

以下のコードは、1から5までの数値をリストに追加する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        // ループを使って要素を追加
        for (int i = 1; i <= 5; i++)
        {
            numbers.Add(i);
        }
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

このように、Addメソッドはさまざまなデータ型に対して使用でき、ループを使うことで効率的に要素を追加することができます。

Addメソッドの応用

Addメソッドと他のメソッドの組み合わせ

Addメソッドは、リストに要素を追加する基本的な方法ですが、他のメソッドと組み合わせることで、より複雑な操作が可能になります。

例えば、Sortメソッドを使用してリストをソートしたり、Removeメソッドで特定の要素を削除したりすることができます。

以下のコードは、要素を追加した後にリストをソートする例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        // 要素を追加
        numbers.Add(3);
        numbers.Add(1);
        numbers.Add(2);
        
        // リストをソート
        numbers.Sort();
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

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AddRangeメソッドとの違い

AddRangeメソッドは、複数の要素を一度にリストに追加するためのメソッドです。

Addメソッドは1つの要素を追加するのに対し、AddRangeはコレクションを受け取ります。

以下のコードは、AddRangeメソッドを使用してリストに複数の要素を追加する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        // 複数の要素を追加
        numbers.AddRange(new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 });
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

リストの容量とAddメソッドの関係

Addメソッドを使用すると、リストの内部配列の容量が自動的に管理されます。

リストの容量が不足すると、Addメソッドは新しい配列を作成し、既存の要素を新しい配列にコピーします。

このプロセスはコストがかかるため、リストのサイズが大きくなるとパフォーマンスに影響を与えることがあります。

以下のコードは、リストの容量を確認する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        // 要素を追加
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            numbers.Add(i);
            Console.WriteLine($"要素数: {numbers.Count}, 容量: {numbers.Capacity}");
        }
    }
}

要素数: 1, 容量: 4
要素数: 2, 容量: 4
要素数: 3, 容量: 4
要素数: 4, 容量: 4
要素数: 5, 容量: 8
要素数: 6, 容量: 8
要素数: 7, 容量: 8
要素数: 8, 容量: 8
要素数: 9, 容量: 16

リストの動的拡張とパフォーマンス

C#のリストは動的にサイズを変更できるため、要素を追加する際に非常に便利です。

しかし、リストのサイズが大きくなると、内部的に配列の再割り当てが行われるため、パフォーマンスに影響を与えることがあります。

特に、頻繁に要素を追加する場合は、初期容量を設定することで、再割り当ての回数を減らし、パフォーマンスを向上させることができます。

以下のコードは、初期容量を設定する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 初期容量を設定
        List<int> numbers = new List<int>(100);
        
        // 要素を追加
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            numbers.Add(i);
        }
        
        Console.WriteLine("要素の追加が完了しました。");
    }
}

このように、Addメソッドを使用する際には、リストの容量やパフォーマンスに注意を払うことが重要です。

Addメソッドの注意点

リストのサイズ変更に伴うパフォーマンスへの影響

Addメソッドを使用してリストに要素を追加する際、リストのサイズが変更されることがあります。

リストの内部配列が満杯になると、新しい配列が作成され、既存の要素が新しい配列にコピーされます。

このプロセスはコストがかかり、特に大量の要素を追加する場合にはパフォーマンスに影響を与えることがあります。

以下のコードは、要素を追加する際のパフォーマンスに関する注意点を示しています。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
        
        stopwatch.Start();
        
        // 大量の要素を追加
        for (int i = 0; i < 100000; i++)
        {
            numbers.Add(i);
        }
        
        stopwatch.Stop();
        Console.WriteLine($"要素追加にかかった時間: {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
    }
}

このように、リストのサイズ変更が頻繁に発生すると、パフォーマンスが低下する可能性があります。

初期容量を設定することで、再割り当ての回数を減らすことができます。

Null要素の追加に関する注意

C#のリストは、参照型の要素を持つことができますが、Addメソッドを使用してnullを追加することも可能です。

ただし、nullを追加することは、リストの内容を理解する上で混乱を招く可能性があります。

特に、リストの要素を処理する際にnullチェックを行う必要があるため、注意が必要です。

以下のコードは、null要素を追加する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<string> names = new List<string>();
        
        // null要素を追加
        names.Add("山田");
        names.Add(null); // nullを追加
        names.Add("佐藤");
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var name in names)
        {
            if (name == null)
            {
                Console.WriteLine("null要素が含まれています。");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine(name);
            }
        }
    }
}

山田
null要素が含まれています。
佐藤

リストのスレッドセーフ性

C#のList<T>は、デフォルトではスレッドセーフではありません。

複数のスレッドが同時にリストに対してAddメソッドを呼び出すと、データの競合や不整合が発生する可能性があります。

スレッドセーフな操作を行うためには、ロックを使用するか、ConcurrentBag<T>などのスレッドセーフなコレクションを使用することが推奨されます。

以下のコードは、ロックを使用してリストに要素を追加する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
class Program
{
    static List<int> numbers = new List<int>();
    static object lockObject = new object();
    static void AddNumber(int number)
    {
        lock (lockObject)
        {
            numbers.Add(number);
        }
    }
    static void Main()
    {
        // 複数のスレッドで要素を追加
        Thread thread1 = new Thread(() => AddNumber(1));
        Thread thread2 = new Thread(() => AddNumber(2));
        
        thread1.Start();
        thread2.Start();
        
        thread1.Join();
        thread2.Join();
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

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2

このように、Addメソッドを使用する際には、スレッドセーフ性やnull要素の取り扱い、パフォーマンスへの影響に注意を払うことが重要です。

Addメソッドの代替手段

AddRangeメソッドの使用

AddRangeメソッドは、複数の要素を一度にリストに追加するための便利な方法です。

Addメソッドが1つの要素を追加するのに対し、AddRangeは配列や他のコレクションを受け取ります。

これにより、複数の要素を効率的に追加することができます。

以下のコードは、AddRangeメソッドを使用してリストに要素を追加する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        
        // 配列を使用して複数の要素を追加
        int[] additionalNumbers = { 4, 5, 6 };
        numbers.AddRange(additionalNumbers);
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

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Insertメソッドとの違い

Insertメソッドは、指定したインデックスに要素を追加するためのメソッドです。

これに対して、Addメソッドは常にリストの末尾に要素を追加します。

Insertメソッドを使用することで、リストの任意の位置に要素を挿入することができます。

以下のコードは、Insertメソッドを使用してリストに要素を追加する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3 };
        
        // インデックス1に要素を挿入
        numbers.Insert(1, 99);
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

LINQを使ったリストの操作

LINQ(Language Integrated Query)を使用すると、リストに対してさまざまな操作を簡潔に行うことができます。

LINQを使用することで、要素のフィルタリングや変換、集計などが可能です。

以下のコードは、LINQを使用してリストから特定の条件に合致する要素を取得する例です。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
        
        // LINQを使用して偶数を取得
        var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0);
        
        // リストの内容を表示
        foreach (var number in evenNumbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}