比較演算子のオーバーロード
==、!=、順序比較演算子を実装します。
「比較演算子のオーバーロード」はCoddyKit上の無料C# Academyレッスンです。 これはレッスン2/4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。
比較演算子と等値性
== をオーバーロードする場合は、!= もオーバーロードする必要があります。また、あらゆる形式の等値性を一貫させるために、Equals と GetHashCode もオーバーライドする必要があります。C# はコンパイル時に演算子の組み合わせを強制します。
== と != のオーバーロード
コンパイラーでは、== と != を同時に定義する必要があります。それぞれの演算子は、オペランドが等しいとみなされるかどうかを示す bool を返します。
using System;
public struct Point
{
public int X, Y;
public Point(int x, int y) { X = x; Y = y; }
public static bool operator ==(Point a, Point b) => a.X == b.X && a.Y == b.Y;
public static bool operator !=(Point a, Point b) => !(a == b);
public override bool Equals(object obj) => obj is Point p && this == p;
public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(X, Y);
}
public class Program
{
public static void Main()
{
Console.WriteLine(new Point(1, 2) == new Point(1, 2));
Console.WriteLine(new Point(1, 2) != new Point(3, 4));
}
}Equals も必ずオーバーライドする
演算子は静的な型に基づいてコンパイル時に解決されますが、Equals は仮想メソッドであり、コレクションから使用されます。Equals をオーバーライドして、辞書や List.Contains が == と一致するようにします。
using System;
public struct Point
{
public int X, Y;
public Point(int x, int y) { X = x; Y = y; }
public static bool operator ==(Point a, Point b) => a.X == b.X && a.Y == b.Y;
public static bool operator !=(Point a, Point b) => !(a == b);
public override bool Equals(object obj) => obj is Point p && this == p;
public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(X, Y);
}
public class Program
{
public static void Main()
{
object a = new Point(1, 2);
object b = new Point(1, 2);
Console.WriteLine(a.Equals(b));
}
}GetHashCode は等値性と一致させる
2 つの値が等しい場合は、同じハッシュコードを返さなければなりません。そうでないと、Dictionary や HashSet などのハッシュベースのコレクションが正しく動作しません。
using System;
using System.Collections.Generic;
public struct Point
{
public int X, Y;
public Point(int x, int y) { X = x; Y = y; }
public static bool operator ==(Point a, Point b) => a.X == b.X && a.Y == b.Y;
public static bool operator !=(Point a, Point b) => !(a == b);
public override bool Equals(object obj) => obj is Point p && this == p;
public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(X, Y);
}
public class Program
{
public static void Main()
{
var set = new HashSet<Point> { new Point(1, 2) };
Console.WriteLine(set.Contains(new Point(1, 2)));
}
}順序演算子 < と >
関係演算子もオーバーロードできます。等値演算子と同様に、< と > は同時に定義する必要があり、<= と >= も同様です。
using System;
public struct Weight
{
public int Grams;
public Weight(int g) { Grams = g; }
public static bool operator <(Weight a, Weight b) => a.Grams < b.Grams;
public static bool operator >(Weight a, Weight b) => a.Grams > b.Grams;
public override string ToString() => Grams + "g";
}
public class Program
{
public static void Main()
{
Console.WriteLine(new Weight(100) < new Weight(200));
Console.WriteLine(new Weight(300) > new Weight(200));
}
}参照型の等値性
クラスで値の等値性を扱う場合は、参照ではなくフィールドを比較します。演算子の内部で例外が発生しないよう、null を慎重に処理してください。
using System;
public class Person
{
public string Name;
public Person(string name) { Name = name; }
public static bool operator ==(Person a, Person b)
{
if (ReferenceEquals(a, b)) return true;
if (a is null || b is null) return false;
return a.Name == b.Name;
}
public static bool operator !=(Person a, Person b) => !(a == b);
public override bool Equals(object obj) => this == (obj as Person);
public override int GetHashCode() => Name?.GetHashCode() ?? 0;
}
public class Program
{
public static void Main()
{
Console.WriteLine(new Person("Ann") == new Person("Ann"));
}
}形式間の一貫性
すべての等値性の判定方法は一致していなければなりません。対象は ==、Equals、ハッシュコードです。== を Equals に基づいて実装する（またはその逆）ことで、信頼できる基準を 1 つにします。
using System;
public struct Id
{
public int Value;
public Id(int value) { Value = value; }
public bool Equals(Id other) => Value == other.Value;
public override bool Equals(object obj) => obj is Id other && Equals(other);
public override int GetHashCode() => Value;
public static bool operator ==(Id a, Id b) => a.Equals(b);
public static bool operator !=(Id a, Id b) => !a.Equals(b);
}
public class Program
{
public static void Main()
{
Console.WriteLine(new Id(7) == new Id(7));
Console.WriteLine(new Id(7).Equals(new Id(8)));
}
}コレクションにおける演算子と Equals
List の検索では、== ではなく Equals が使用されます。これは object 参照を扱うためです。== だけをオーバーロードして Equals を忘れると、検索で参照の同一性が使われ、失敗する可能性があります。
using System;
using System.Collections.Generic;
public struct Tag
{
public string Name;
public Tag(string name) { Name = name; }
public override bool Equals(object obj) => obj is Tag t && t.Name == Name;
public override int GetHashCode() => Name?.GetHashCode() ?? 0;
public static bool operator ==(Tag a, Tag b) => a.Equals(b);
public static bool operator !=(Tag a, Tag b) => !a.Equals(b);
}
public class Program
{
public static void Main()
{
var list = new List<Tag> { new Tag("red"), new Tag("blue") };
Console.WriteLine(list.Contains(new Tag("blue")));
}
}コンパイラーの警告を正しく抑制する
演算子と併せて Equals と GetHashCode をオーバーライドするのは、単なる作法ではありません。== をオーバーロードして Equals をオーバーライドしないと、コンパイラーが警告します。両方を実装することで警告がなくなり、バグも防げます。
using System;
public struct Cell
{
public int Row, Col;
public Cell(int r, int c) { Row = r; Col = c; }
public override bool Equals(object obj) => obj is Cell c && c.Row == Row && c.Col == Col;
public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(Row, Col);
public static bool operator ==(Cell a, Cell b) => a.Equals(b);
public static bool operator !=(Cell a, Cell b) => !a.Equals(b);
}
public class Program
{
public static void Main()
{
Console.WriteLine(new Cell(0, 0) == new Cell(0, 0));
}
}すべてを組み合わせる
適切に等値性を扱う型では、== と != を定義し、Equals と GetHashCode をオーバーライドしたうえで、すべてを 1 つの比較処理に通します。これが値型に近い型における理想的な実装です。
using System;
using System.Collections.Generic;
public struct Color
{
public int R, G, B;
public Color(int r, int g, int b) { R = r; G = g; B = b; }
public override bool Equals(object obj) => obj is Color c && c.R == R && c.G == G && c.B == B;
public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(R, G, B);
public static bool operator ==(Color a, Color b) => a.Equals(b);
public static bool operator !=(Color a, Color b) => !a.Equals(b);
}
public class Program
{
public static void Main()
{
var dict = new Dictionary<Color, string> { [new Color(255, 0, 0)] = "red" };
Console.WriteLine(dict[new Color(255, 0, 0)]);
}
}自分で試す
等値性を一貫して扱う構造体を実装し、辞書のキーとしても == 演算子とも正しく機能することを確認してみましょう。
using System;
using System.Collections.Generic;
public struct GridPos
{
public int Row, Col;
public GridPos(int r, int c) { Row = r; Col = c; }
public override bool Equals(object obj) => obj is GridPos p && p.Row == Row && p.Col == Col;
public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(Row, Col);
public static bool operator ==(GridPos a, GridPos b) => a.Equals(b);
public static bool operator !=(GridPos a, GridPos b) => !a.Equals(b);
}
public class Program
{
public static void Main()
{
var grid = new Dictionary<GridPos, string> { [new GridPos(1, 1)] = "player" };
Console.WriteLine(new GridPos(1, 1) == new GridPos(1, 1));
Console.WriteLine(grid[new GridPos(1, 1)]);
}
}クイックチェック
等値演算子をオーバーロードする際のルールを思い出してください。
まとめ
比較演算子のオーバーロードでは、一貫性が求められます。
==と!=は同時に定義する必要があります。</>も同様です。==と一致するように、EqualsとGetHashCodeをオーバーライドします。- 等しい値は同じハッシュコードを共有しなければなりません。
- 不整合を防ぐため、すべての等値性の判定を 1 つの比較メソッドに集約します。
よくある質問
「比較演算子のオーバーロード」レッスンは無料ですか？
はい。「比較演算子のオーバーロード」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。
「比較演算子のオーバーロード」で何を学びますか？
==、!=、順序比較演算子を実装します。 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2/4です。
「比較演算子のオーバーロード」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
- 算術演算子のオーバーロード
- 比較演算子のオーバーロード
- ユーザー定義変換
- 演算子オーバーロードのベストプラクティス