2018/10/13 Documents spoken at Yokkaichi, Mie Prefecture

1. 結果がイメージしにくいコードと
実行結果 for .net
2018年10月13日 第16回 まどべんよっかいち
可知 一輝

2. 自己紹介
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 Microsoft MVP for Developer Technologies(2017-2019)

3. 今日は、ネタがなかった参加者が意外にかぶって
いたので8月に話した微妙にわかりにくいコードの
実行結果の解説をしてみる時間です。

4. 当時書いた前提はこちら
• 正解しても商品とかはありません。
• これどうなるんでしたっけ？的なコードを集めた(つもり)
• 間違えても誰にも怒られたりはしませｎ。
• 疑問に思った事は聞いてください(誰かが答えてくれるハズ)
• 実行環境は、.Net core 2.1(Windows10 1803)です。

5. とはいえ、参加してない方もいらっしゃいますし、参加
していたとしても覚えていない方が大半だと思います。
当時使用したコードと実行結果をもとに進めていきます。
※コードは一部省略しています。
※using ブロックはすべて省略

6. 結果はどうなる？(その1)
static void AddVisualBasic(List<string> target) => target?.Add("VisualBasic");
static void Main(string[] args)
{
：
var languages = new List<string>() { "C#" };
AddVisualBasic(languages);
WriteLine(languages);
}

7. 結果はこうなる(その1)
System.Collections.Generic.List`1[System.String]

8. 何故こうなる(その1)
object classのToString()Methodの実装が、
return GetType().ToString();
となっており、List<T>classはToString()Methodをoverrideしていないため。
Javaなんかだと、内部の値を表示してくれたりするけど、C#はそこまでしてくれない。

9. 結果はどうなる？(その2)
static void AddVisualBasic(List<string> target) => target?.Add("VisualBasic");
static void Main(string[] args)
{
：
var languages = new List<string>() { "C#" };
AddVisualBasic(languages);
languages.ForEach(WriteLine);
}

10. 結果はこうなる(その2)
C#
VisualBasic

11. 何故こうなる(その2)
C#では、キーワードを指定せずMethodに引数を与えた場合、stackのコピーが渡される。
classの場合、stackにinstanceではなくinstanceの場所(Address)が格納されているため、
instanceに対する変更は呼び出し元に伝搬される。

12. 結果はどうなる？(その3)
{
：
void changeList(List<string> target)
{
target = new List<string> { "VisualBasic" };
};
var languages = new List<string>() { "C#" };
changeList(languages);
languages.ForEach(WriteLine);
}

13. 結果はこうなる(その3)
C#

14. 何故こうなる(その3)
C#では、キーワードを指定せずMethodに引数を与えた場合、stackのコピーが渡される。
この場合のtargetはあくまでlanguagesのAddressが格納されてはいるものの、
languegesとは別なのでtargetを書き換えても呼び出し元には伝搬しない。

15. 結果はどうなる？(その4)
interface IValue<T> { T Value { get; set; } }
struct ValueStruct<T> : IValue<T>
{
public T Value { get; set; }
public override string ToString()
=> $"Value is {Value?.ToString() ?? "null"}!";
}
{
：
void changeValue<T>(ValueStruct<T> target, T value) => target.Value = value;
var v = new ValueStruct<int>() { Value = 5 };
changeValue(v, 100);
WriteLine(v);
}

16. 結果はこうなる(その4)
Value is 5!

17. 何故こうなる(その4)
C#では、キーワードを指定せずMethodに引数を与えた場合、stackのコピーが渡される。
structの場合、stackにinstanceが格納されているため、
instanceに対する変更はあくまでもコピーに対する変更のため、呼び出し元に伝搬されない。

18. 結果はどうなる？(その5)
interface IValue<T> { T Value { get; set; } }
struct ValueStruct<T> : IValue<T>
{
public T Value { get; set; }
public override string ToString()
=> $"Value is {Value?.ToString() ?? "null"}!";
}
{
：
void changeValue<T>(IValue<T> target, T value) => target.Value = value;
var v = new ValueStruct<int>() { Value = 5 };
changeValue(v, 100);
WriteLine(v);
}

19. 結果はこうなる(その5)
Value is 5!

20. 何故こうなる(その5)
C#では、キーワードを指定せずMethodに引数を与えた場合、stackのコピーが渡される。
interfaseの場合はclass同様、stackにinstanceのaddressが格納されているが、
作成したinstance(宣言した変数の型)はstructのため、stackがコピーされた後、参照が渡されるため、
結果instanceに対する変更コピーに対する変更になり、呼び出し元に伝搬されない。
余談ですが、先のコードの、
var v = new ValueStruct<int>() { Value = 5 }; を
IValue v = new ValueStruct<int>() { Value = 5 }; に変更すると、
vは参照型の変数になるため変更結果が伝搬する

21. 結果はどうなる？(その6)
{
：
var i = 0;
void output() => WriteLine(i);
i = 100;
output();
}

22. 結果はこうなる(その6)
100

23. 何故こうなる(その6)
Local関数(lambda式含む)は、実際にはprivateなMethodとして生成され、実行される。
この場合、output()はprivate staticなMethodとして展開され、
int iはoutputから参照できるスコープに移動される(VisualStudioを使用している限り意識することはない)
そのため、output()を実行する前にi の値を変更したら、変更後の値が出力される
(展開イメージ(実際の展開結果ではありません))
static int i;
static void Output() => WriteLine(i);
{
i = 100;
Output();
}

24. 結果はどうなる？(その7)
{
：
var i = 0;
Action output(int value) => () => WriteLine(value);
var act = output(i);
i = 100;
act();
}

25. 結果はこうなる(その7)
0

26. 何故こうなる(その7)
このケースでは、int i を int value に渡した時点のi と value の関係は、
value は output()を呼び出した時点のi の値のコピーであるため、その後iをいくら変更しても
Valueには伝搬しない。

27. 結果はどうなる？(その8)
{
：
var i = 0;
Action act = () => WriteLine(i);
while(10 > ++i) act += () => WriteLine(i);
act();
}

28. 結果はこうなる(その8)
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10

29. 何故こうなる(その8)
その6に書いたことと同じ理由。

30. 結果はどうなる？(その9)
{
：
Action act = null;
foreach(var i in Enumerable.Range(0, 10)) act += () => WriteLine(i);
act();
}

31. 結果はこうなる(その9)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

32. 何故こうなる(その9)
iは、ループのたびに生成され、解放されている。
すなわちWriteLineが最初に受取ったiと次に受取ったiは別のものとしてキャプチャされる。
(foreachの展開イメージ)
using(var ie = Enumerable.Range(0, 10).GetEnumerator())
{
while(ie.MoveNext())
{
var i = ie.Current;
act += () => WriteLine(i);
}
}

33. 結果はどうなる？(その10)
Shared Sub Q10()
WriteLine(1 / 2)
End Sub

34. 結果はこうなる(その10)
0.5

35. 何故こうなる(その10)
VisualBasicのoperator /(Integer,Integer)の戻り値の方はDouble。
…察してください。
ちなみにVBでInteger型の商を得る演算子は、(Integer,Integer)

36. ここで紹介できたコードは、実行結果がイメージと違う
かもしれないコードのほんの一部です。
しかも、該当箇所を抜粋しています。
書きたくなる場面もあるかもしれませんが、
未来の自分のためにもなるべく書かないことを押すsumし
ます。

37. ありがとうございました。