[小ネタ] リストと配列のあいだ

元ネタが古すぎるのはまず置いておいて、重箱の隅つついたら、不思議な差異があったので、まとめてみた

値型のプロパティを変更する

例えば以下のような値型を作ったとして

    struct SampleValueType
    {
        public SampleValueType(int value) : this()
        {
            Value = value;
        }

        public int Value { get; set; }
    }

こいつをLength=1の配列にした場合、以下のようになる

        private static void Main(string[] args)
        {
            SampleValueType[] array =  {new SampleValueType(0)};


            //当然０が表示される。
            Console.WriteLine(array[0].Value);
        }

さてこのとき、以下のように書き換えたらコンパイラは通るだろうか？（答え：通る）

        private static void Main(string[] args)
        {
            SampleValueType[] array =  {new SampleValueType(0)};


            //当然０が表示される。
            Console.WriteLine(array[0].Value);

            array[0].Value = 42;

            //書き換わった42が表示される。
            Console.WriteLine(array[0].Value);
        }

普通に考えると、コンパイラエラーのCS1612が発生してもおかしくない状況だけど、普通に通せるし、意図通りの挙動にもなる。
ちなみに、以下のようにList＜SampleValueType＞にすると、想定通りCS1612が発生する。

        private static void Main(string[] args)
        {
            List<SampleValueType> list =new List<SampleValueType>{new SampleValueType(0)};


            //当然０が表示される。
            Console.WriteLine(list[0].Value);


            //CS1612が発生する。
            list[0].Value = 42;

        }

なぜ、配列に対しては問題なくて、Listには問題が発生するかというと、[]演算子がListはインデクサのオーバーロードになる。その結果プロパティ呼び出しになるので、以下のようなコードと意味的に同じようになり、コンパイラがエラーを出してくれる。

        private static void Anatomy()
        {
            List<SampleValueType> list = new List<SampleValueType> {new SampleValueType(0)};

            //一時変数に代入
            SampleValueType anonymous = list[0];

            //一時変数の値を変えるだけ。
            anonymous.Value = 42;

            //当然元は変化しない。
            Console.WriteLine(list[0].Value);
        }

んでは、なぜ配列に対する同様の操作が許容されるかというと、配列型の変数に対して、[]演算子をそのまま適用しているので、添え字指定された配列の要素そのものに対する操作となるため、操作が許容されるからじゃないかなと。

ちなみに、以下のようにIListへ代入した場合は、当然インデクサ経由と解釈されるので、CS1612が発生するので、ご注意の程・・・

        private static void Main(string[] args)
        {

            SampleValueType[] array =  {new SampleValueType(0)};
            IList<SampleValueType> list = array;

            //当然０が表示される。
            Console.WriteLine(array[0].Value);


            //CS1612が発生する。
            //list[0].Value = 42;

        }

foreachの中で配列の要素を変更する

こんなことをすれば、鼻から悪魔は出るし、魔法は尻から出ることになるからやっちゃいけない。
けど、やっちゃった場合、挙動に差が出る。

        private static void Main(string[] args)
        {
            SampleValueType[] array = {new SampleValueType(0), new SampleValueType(1)};
            List<SampleValueType> list = new List<SampleValueType>(array);


            //InvalidOperationExceptionは発生しない。
            foreach (var elem in array)
            {
                array[1] = new SampleValueType(42);

                //0
                //42
                //と表示される。
                Console.WriteLine(elem.Value);
            }

            //InvalidOperationExceptionは発生しない。
            IList<SampleValueType> hoge = array;
            foreach (var elem in hoge)
            {
                array[1] = new SampleValueType(42);

                //0
                //42
                //と表示される。
                Console.WriteLine(elem.Value);
            }


            //InvalidOperationExceptionが発生する。
            foreach (var elem in list)
            {
                list[0] = new SampleValueType(42);

                Console.WriteLine(elem.Value);
            }
        }

このような場合、Listの場合は、IndexerのSetterが呼ばれたかどうかで、内容変更の可否を判定できるけど、配列の場合はそのようなタイミングが存在しないために、このような結果になるんじゃ無いかなと思います。