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C# Academy · レッスン

範囲をサポートするカスタム型

独自の型にIndexとRangeのサポートを追加します。

「範囲をサポートするカスタム型」はCoddyKit上の無料C# Academyレッスンです。 これはレッスン4/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはC# Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 C# Academyコースには全4レッスンが含まれています。

Index と Range に対応する 2 つの方法

独自の型で Index と Range の構文を使えるようにできます。方法は 2 つあります。明示的なインデクサーを提供するか、Length/Count プロパティと Slice メソッドを提供します。

明示的な Index インデクサー

System.Index を受け取るインデクサーを追加すると、^ 演算子をその型で使えるようになります。

using System;

class Deck {
    private int[] cards = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    public int this[Index i] => cards[i];
}

var d = new Deck();
Console.WriteLine(d[^1]); // 5

明示的な Range インデクサー

.. によるスライスに対応するには、System.Range を受け取り、必要なスライス型を返すインデクサーを追加します。

using System;

class Deck {
    private int[] cards = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    public int[] this[Range r] => cards[r];
}

var d = new Deck();
Console.WriteLine(string.Join(",", d[1..3])); // 2,3

Length + Slice パターン

型に Count または Length プロパティと、Slice(int start, int length) メソッドがあれば、コンパイラーは範囲のサポートを自動的に合成できます。

パターンを実装する

ここでは、カスタムバッファーが Length と Slice を公開しています。コンパイラーが buf[1..3] を buf.Slice(1, 2) に自動的に書き換えます。

using System;

class Buffer {
    private int[] data = { 10, 20, 30, 40 };
    public int Length => data.Length;
    public int this[int i] => data[i];
    public int[] Slice(int start, int length) {
        var result = new int[length];
        Array.Copy(data, start, result, 0, length);
        return result;
    }
}

var buf = new Buffer();
Console.WriteLine(string.Join(",", buf[1..3])); // 20,30

Length が重要な理由

Length（または Count）プロパティがあることで、コンパイラーは型上の ^1 のような末尾からのインデックスを解決できます。これがなければ、^ を変換できません。

using System;

class Buffer {
    private int[] data = { 10, 20, 30, 40 };
    public int Length => data.Length;
    public int this[Index i] => data[i.GetOffset(Length)];
}

var buf = new Buffer();
Console.WriteLine(buf[^1]); // 40

Index を手動で解決する

Index インデクサー内では、i.GetOffset(Length) を呼び出して、末尾からの可能性があるインデックスを通常のオフセットに変換します。

using System;

class Ring {
    private string[] items = { "a", "b", "c" };
    public int Length => items.Length;
    public string this[Index i] {
        get {
            int offset = i.GetOffset(Length);
            return items[offset];
        }
    }
}

var r = new Ring();
Console.WriteLine(r[^2]); // b

Range を手動で解決する

Range インデクサーでは、r.GetOffsetAndLength(Length) によって、コピーに必要な開始位置と要素数の両方を取得できます。

using System;

class Ring {
    private int[] items = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    public int Length => items.Length;
    public int[] this[Range r] {
        get {
            var (start, len) = r.GetOffsetAndLength(Length);
            var slice = new int[len];
            Array.Copy(items, start, slice, 0, len);
            return slice;
        }
    }
}

var r = new Ring();
Console.WriteLine(string.Join(",", r[^3..^1])); // 3,4

Count と Length の違い

このパターンではどちらの名前も使用できます。配列とスパンは Length、List<T> は Count を使用します。どちらのプロパティでもコンパイラーの要件を満たします。

using System;
using System.Collections.Generic;

var list = new List<int> { 1, 2, 3, 4 };
// List<T> has Count, so Index works:
Console.WriteLine(list[^1]); // 4

Slice の戻り値の型を設計する

Slice が配列のようにコピーを返すのか、スパンのようにビューを返すのかを決めてください。ビューは低コストですが変更可能な状態を共有するため、その選択をドキュメントに明記してください。

完全なカスタム型

この Sequence は、明示的なインデクサーと Length プロパティによって、^ と .. の両方をサポートします。

using System;

class Sequence {
    private int[] data;
    public Sequence(int[] d) => data = d;
    public int Length => data.Length;
    public int this[Index i] => data[i];
    public int[] this[Range r] => data[r];
}

var s = new Sequence(new[] { 5, 10, 15, 20 });
Console.WriteLine(s[^1]);                       // 20
Console.WriteLine(string.Join(",", s[1..^1]));  // 10,15

簡単な確認

カスタム型で範囲構文を使えるようにする要素を確認してください。

まとめ

独自の型に Index/Range のサポートを追加する 2 つの方法を学びました。

  • Index と Range を受け取る明示的なインデクサー。
  • 暗黙的なパターン。Count/Length プロパティと Slice(int, int) の組み合わせ。
  • GetOffset(Length) と GetOffsetAndLength(Length) による末尾からの位置の解決。

よくある質問

「範囲をサポートするカスタム型」レッスンは無料ですか？

はい。「範囲をサポートするカスタム型」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、C# Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 C# Academyコースには全4レッスンが含まれています。

「範囲をサポートするカスタム型」で何を学びますか？

独自の型にIndexとRangeのサポートを追加します。 ブラウザで直接実行するハンズオンコードでC# Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。

C# Academyを始めるのに経験は必要ですか？

事前経験は必要ありません。CoddyKitのC# Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン4/4です。

「範囲をサポートするカスタム型」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？

ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。

このC# Academyレッスンでコードを書いて実行できますか？

はい。すべてのC# Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。

このコースのすべてのレッスン

  1. Index型と^演算子
  2. Range型と..演算子
  3. 配列と文字列の範囲
  4. 範囲をサポートするカスタム型
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