先生と生徒の会話形式で理解しよう

生徒

「C#のswitch文って知ってますけど、最近はもっと進化した使い方があるって聞きました。どういうことですか？」

先生

「良いところに目をつけましたね！最近のC#では『パターンマッチング』という機能を使って、switch文がもっと柔軟に使えるようになったんですよ。」

生徒

「それは便利そうですね！どうやって使うんですか？」

先生

「それでは、C#のパターンマッチングと進化したswitch文の基本を一緒に学んでいきましょう！」

1. パターンマッチングとは？

パターンマッチング（Pattern Matching）とは、「値がどんな形をしているか」「どの型に当てはまるか」などを判定して、それに応じた処理を行う方法のことです。

従来のswitch文は、「特定の値と一致しているか」を見るだけでしたが、C# 7.0以降では、型判定やnullチェック、条件つき分岐など、より細かい判定ができるようになりました。

2. 型パターンを使ったswitch文の書き方

パターンマッチングの一つに「型パターン」があります。これは、ある値が特定の型かどうかを調べて、その型で処理を行うものです。

以下の例では、object型の変数にいろいろな型の値が入っているとして、それぞれの型に応じたメッセージを表示します。


object value = 123;

switch (value)
{
    case int i:
        Console.WriteLine($"整数です: {i}");
        break;
    case string s:
        Console.WriteLine($"文字列です: {s}");
        break;
    case null:
        Console.WriteLine("値はnullです");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("その他の型です");
        break;
}


整数です: 123

3. 条件パターン（when句）を使ってさらに詳しく分ける

さらに細かく条件を分けたいときは、when句を使うことで、値に対して追加の条件をつけることができます。


object value = 75;

switch (value)
{
    case int i when i < 50:
        Console.WriteLine("50未満の整数です");
        break;
    case int i when i >= 50 && i <= 100:
        Console.WriteLine("50以上100以下の整数です");
        break;
    case int i:
        Console.WriteLine("100より大きい整数です");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("整数以外の値です");
        break;
}


50以上100以下の整数です

4. 複数のパターンをまとめて書く「ORパターン」

C# 9.0からは、「ORパターン（またはパターン）」が使えるようになり、複数の条件をorでまとめて判定できるようになりました。


char c = 'A';

switch (c)
{
    case 'A' or 'E' or 'I' or 'O' or 'U':
        Console.WriteLine("母音です");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("子音です");
        break;
}


母音です

5. switch式を使ってもっと簡潔に書く

C# 8.0からは、switchを式として使えるswitch式が導入されました。これを使うと、よりシンプルで読みやすいコードを書くことができます。


int score = 85;
string result = score switch
{
    >= 90 => "とても良い",
    >= 70 => "良い",
    >= 50 => "ふつう",
    _     => "がんばろう"
};

Console.WriteLine(result);


良い

このように、switch式では=>を使って「条件 → 処理内容」という形で書けるので、分かりやすくなっています。

6. パターンマッチングの活用シーン

パターンマッチングは、以下のような場面で活躍します：

オブジェクトの型によって処理を切り替えるとき
nullや特定の条件を含む複雑な分岐が必要なとき
switch式で短く、読みやすいコードを書きたいとき

初心者でも、型やnullのチェックなどが簡単に書けるので、ぜひ使いこなせるように練習してみましょう。

まとめ

C#のパターンマッチングは、従来のswitch文をさらに柔軟に、そして読みやすく進化させた機能です。型の判定だけでなく、nullの扱いや条件付きの分岐、さらに複数条件をまとめて書けるorパターン、そしてswitch式による簡潔な記述まで、近年のC#は非常に表現力豊かな言語へと成長しています。

特に、object型のように中身の型が不明な変数を安全に扱いたい場面では、型パターンが大活躍します。しかも、when句を使えば追加の条件も加えられるので、実務でも「型と条件で処理を分けたい」というニーズにぴったり応えてくれます。

また、orパターンの導入によって、例えば複数の文字をひとまとめにチェックする場面などではコードが劇的に読みやすくなります。さらに、switch式を活用すれば、変数への代入処理も簡潔に行えるようになり、プログラム全体の見通しが良くなります。

このように、パターンマッチングは単なる文法の拡張にとどまらず、保守性の向上やバグの減少にもつながる、重要な機能です。まだ使ったことがない方も、ぜひ簡単なサンプルから慣れていきましょう。

switch式の活用例

ここでは、パターンマッチングとswitch式を組み合わせた応用的な例を紹介します。


object item = 42;

string description = item switch
{
    int i when i % 2 == 0 => "偶数の整数です",
    int i => "奇数の整数です",
    string s => $"文字列：{s}",
    null => "値はnullです",
    _ => "その他の型です"
};

Console.WriteLine(description);