C# AS (開発者向けの仕組み)

as演算子の基本

C#のas演算子キーワードは、互換性のある参照型またはnullable型間の特定の変換を行うために使用される二項演算子です。次のコードは、簡単なデモンストレーションを提供します。

// Declare an object that holds a string
object myObj = "Hello, World!";

// Use the 'as' operator to attempt to convert 'myObj' to a string
string myStr = myObj as string;

// myStr will hold the string value "Hello, World!" if the conversion is successful;
// otherwise, it will be null.

// Declare an object that holds a string
object myObj = "Hello, World!";

// Use the 'as' operator to attempt to convert 'myObj' to a string
string myStr = myObj as string;

// myStr will hold the string value "Hello, World!" if the conversion is successful;
// otherwise, it will be null.

' Declare an object that holds a string
Dim myObj As Object = "Hello, World!"

' Use the 'as' operator to attempt to convert 'myObj' to a string
Dim myStr As String = TryCast(myObj, String)

' myStr will hold the string value "Hello, World!" if the conversion is successful;
' otherwise, it will be null.

上記のコードでは、myObjはobject型のオブジェクト（C#のすべての型の基底タイプ）です。 コンパイル時にその基底型が不明確です。myObjをstringとして扱おうとするためにas演算子を使用します。 成功した場合、myStrは文字列値を保持します。 そうでなければnull値を保持します。

明示的キャストとの違いは何ですか？

両方のas演算子と明示的キャストは、似た目的を果たしますが、重要な違いがあります。 明示的キャストが失敗すると、例外がスローされます。 一方、as演算子がある型から別の型への変換を試みて失敗した場合、例外を発生させるのではなく、null値を返します。 次のコード例でこれを理解しましょう。

object someValue = 12345;
string castResult;

// Using explicit cast
try {
    castResult = (string)someValue; // This will throw an exception since the cast fails.
}
catch(Exception ex) {
    castResult = null; // The result is set to null if an exception is caught.
}

// Using the 'as' operator
string asResult = someValue as string; // No exception, but 'asResult' will be null since the cast fails.

object someValue = 12345;
string castResult;

// Using explicit cast
try {
    castResult = (string)someValue; // This will throw an exception since the cast fails.
}
catch(Exception ex) {
    castResult = null; // The result is set to null if an exception is caught.
}

// Using the 'as' operator
string asResult = someValue as string; // No exception, but 'asResult' will be null since the cast fails.

Dim someValue As Object = 12345
Dim castResult As String

' Using explicit cast
Try
	castResult = DirectCast(someValue, String) ' This will throw an exception since the cast fails.
Catch ex As Exception
	castResult = Nothing ' The result is set to null if an exception is caught.
End Try

' Using the 'as' operator
Dim asResult As String = TryCast(someValue, String) ' No exception, but 'asResult' will be null since the cast fails.

明らかに、as演算子を使用することは、潜在的なランタイムエラーを回避するため、より安全であることが多いです。

Nullable値型変換

特殊なケースの1つは、nullable値型でのas演算子の利用価値です。値型（int、doubleなど）はnull値を割り当てることができません。 しかし、それらをnullableにすることで、nullを割り当てることができます。 as演算子は、nullable値型への変換を試みるために使用できます。

// Declare a nullable integer
int? nullableInt = 10;

// Box the nullable int
object objInt = nullableInt;

// Attempt to unbox using 'as' to a nullable int type
int? resultInt = objInt as int?;

// Declare a nullable integer
int? nullableInt = 10;

// Box the nullable int
object objInt = nullableInt;

// Attempt to unbox using 'as' to a nullable int type
int? resultInt = objInt as int?;

' Declare a nullable integer
Dim nullableInt? As Integer = 10

' Box the nullable int
Dim objInt As Object = nullableInt

' Attempt to unbox using 'as' to a nullable int type
Dim resultInt? As Integer = CType(objInt, Integer?)

参照変換とユーザー定義変換

as演算子は、参照変換（関連する参照型間）とユーザー定義変換の両方をサポートします。 ユーザー定義変換は、クラス内の特別な変換メソッドを使用して定義された変換です。

次のコードのユーザー定義変換を考えてください。

class Sample {
    // Define an implicit conversion from Sample to string
    public static implicit operator string(Sample s) {
        return "Converted to String";
    }
}

Sample sampleObject = new Sample();

// Use 'as' to convert 'sampleObject' to string
string conversionResult = sampleObject as string;

// conversionResult will hold "Converted to String"

class Sample {
    // Define an implicit conversion from Sample to string
    public static implicit operator string(Sample s) {
        return "Converted to String";
    }
}

Sample sampleObject = new Sample();

// Use 'as' to convert 'sampleObject' to string
string conversionResult = sampleObject as string;

// conversionResult will hold "Converted to String"

Friend Class Sample
	' Define an implicit conversion from Sample to string
	Public Shared Widening Operator CType(ByVal s As Sample) As String
		Return "Converted to String"
	End Operator
End Class

Private sampleObject As New Sample()

' Use 'as' to convert 'sampleObject' to string
Private conversionResult As String = TryCast(sampleObject, String)

' conversionResult will hold "Converted to String"

ここでは、ユーザー定義の変換メソッドにより、Sample型のオブジェクトをstringとして扱うことができます。

いつasが適用されないか

覚えておくべきは、as演算子は、値型（nullable値型を扱う場合を除く）や明示的なメソッドを含むユーザー定義変換には使用できないことです。

asによるボックス化とボックス解除

ボックス化は、値型インスタンスをオブジェクト参照に変換するプロセスです。 これは、すべての値型が暗黙的にobjectを継承するため可能です。 値型をボックス化する場合、それをobject内にラップします。

ボックス化変換の次のコードを考えてください。

int intValue = 42;

// Box the value type to an object
object boxedValue = intValue;

int intValue = 42;

// Box the value type to an object
object boxedValue = intValue;

Dim intValue As Integer = 42

' Box the value type to an object
Dim boxedValue As Object = intValue

ここでは、intValueがobjectにボックス化されました。

ボックス解除はボックス化の逆プロセスであり、つまりobjectから値型を抽出します。 as演算子は、特にobjectが予想される値型を保持しているかどうか不明な場合に、安全にボックス解除するために使用できます。 ボックス解除が失敗した場合、式の結果はnullになります。

ボックス解除変換の次の例を考えてください。

object obj = 42;

// Attempt to unbox using 'as' to a nullable int type
int? result = obj as int?;

object obj = 42;

// Attempt to unbox using 'as' to a nullable int type
int? result = obj as int?;

Dim obj As Object = 42

' Attempt to unbox using 'as' to a nullable int type
Dim result? As Integer = CType(obj, Integer?)

配列を使用する

配列は、C#では参照型です。 時々、objectが特定のタイプの配列であるかどうかを判断し、それを操作する必要がある場合があります。 as演算子はここでも役立ちます。

次のコードを検討してください。

object[] arrayObject = new string[] { "one", "two", "three" };

// Attempt to cast to a string array using 'as'
string[] stringArray = arrayObject as string[];

// stringArray will hold the array of strings if successful

object[] arrayObject = new string[] { "one", "two", "three" };

// Attempt to cast to a string array using 'as'
string[] stringArray = arrayObject as string[];

// stringArray will hold the array of strings if successful

Dim arrayObject() As Object = New String() { "one", "two", "three" }

' Attempt to cast to a string array using 'as'
Dim stringArray() As String = TryCast(arrayObject, String())

' stringArray will hold the array of strings if successful

上記のコードでは、arrayObjectはオブジェクトの配列ですが、実際には文字列を保持しています。 as演算子を使用して、それを安全に文字列の配列として扱うことができます。

LINQとasを組み合わせる

Language Integrated Query (LINQ - Microsoft Documentation)は、C#でコレクションをSQLのような方法で照会できる強力な機能です。 時には、コレクションで混在したタイプのオブジェクトを取得し、特定のタイプをフィルタリングしたい場合があります。ここで、as演算子が非常に便利です。

例えば、文字列と整数の両方を含むオブジェクトのリストを考えてみてください。 文字列だけを取得したい場合は、as演算子をLINQと組み合わせて使用できます。

var mixedList = new List<object> { "Hello", 42, "World", 100 };

// Use LINQ to select only strings from mixedList
var stringValues = mixedList
    .Select(item => item as string)
    .Where(item => item != null)
    .ToList();

// stringValues will contain "Hello" and "World"

var mixedList = new List<object> { "Hello", 42, "World", 100 };

// Use LINQ to select only strings from mixedList
var stringValues = mixedList
    .Select(item => item as string)
    .Where(item => item != null)
    .ToList();

// stringValues will contain "Hello" and "World"

Dim mixedList = New List(Of Object) From {"Hello", 42, "World", 100}

' Use LINQ to select only strings from mixedList
Dim stringValues = mixedList.Select(Function(item) TryCast(item, String)).Where(Function(item) item IsNot Nothing).ToList()

' stringValues will contain "Hello" and "World"

IronPDF

IronPDFは、開発者がC#アプリケーション内でPDFファイルを生成、操作、および読み取ることを可能にします。 このトピックに関連し、参照型にデータが保持されていて、このデータをレポートまたは文書に変換したいと仮定します。 IronPDFは、アプリケーションの出力をタイプ変換に似た方法で整形式のPDF文書に翻訳することができます。

IronXL

Excelファイルの取り扱いは、多くのソフトウェアアプリケーションで頻繁に必要とされます。 IronXL for Excel Operationsは、Office Interopに依存せずにExcelスプレッドシートを読み取り、編集、および作成する能力を開発者に提供します。型変換についての議論に関連して、IronXLを、C#でのデータ構造やデータベースエントリをExcel形式にシームレスに変換できるツールと考えてください。

IronOCR

Optical Character Recognition with IronOCRは、画像からテキストを読み取り解釈することを可能にする光学文字認識ツールです。 このチュートリアルへの橋渡しとして、これは、object（この場合、画像）を高度な認識機能を使用して特定のタイプ（stringまたはテキストデータ）に変換するのに似ています。

IronBarcode

多くの商業アプリケーションにおいて、バーコードの取り扱いは不可欠です。 IronBarcode Tool for Barcode Processingは、C#アプリケーションでバーコードの生成、読み取り、およびデコードを支援する開発者用ツールです。 型変換に関する議論に関連して、IronBarcodeは視覚的なバーコードデータ（objectの一形態）を、文字列や製品詳細など、より具体的な使用可能なデータタイプに変換するツールとして考えることができます。