パターンマッチング

導入

switchやisは、値そのものだけでなく「型」「形」「条件」でも分岐できます。これがパターンマッチングです。型を調べながら変数へ取り出す、タプルの形で分岐する、and/or/notで条件を組む——現代C#で最も表現力が高い機能のひとつで、ifの山を一気に読みやすくできます。

図解

flowchart TB
    V["調べたい値"] --> T["型パターン<br/>is int n"]
    V --> P["プロパティ/タプルパターン<br/>(0, _)"]
    V --> L["論理パターン<br/>>= 70 and < 90"]
    V --> A["リストパターン<br/>[1, .., 3]"]

サンプル

// is 型パターン: 型を調べて、同時に変数へ取り出す
object value = 42;
if (value is int n)
    Console.WriteLine($"整数です: {n}");   // 整数です: 42

// switch式 × 型パターン（when で追加条件も付けられる）
string Describe(object x) => x switch
{
    int i when i < 0 => "負の整数",
    int i            => $"整数 {i}",
    string s         => $"文字列 {s}",
    null             => "null",
    _                => "その他",
};
Console.WriteLine(Describe("hi"));   // 文字列 hi

// タプルパターン: 複数の値の「組」で分岐
var point = (X: 0, Y: 5);
string where = point switch
{
    (0, 0) => "原点",
    (0, _) => "Y軸上",     // _ は「何でもよい」
    (_, 0) => "X軸上",
    _      => "それ以外",
};
Console.WriteLine(where);   // Y軸上

// and / or / not パターン
int score = 85;
string grade = score switch
{
    >= 90          => "A",
    >= 70 and < 90 => "B",   // and で範囲を挟む
    _              => "C",
};
Console.WriteLine(grade);   // B

// リストパターン: 配列やリストの「形」で分岐（.. は残り全部）
int[] arr = { 1, 2, 3 };
Console.WriteLine(arr is [1, .., 3] ? "1で始まり3で終わる" : "違う");   // 1で始まり3で終わる

• 型パターン is int n：型を判定しつつ、その型の変数に取り出す
• タプル/プロパティパターン (0, _)：複数の値の組や、オブジェクトの一部を見て分岐
• 論理パターン and / or / not：>= 70 and < 90 のように条件を組み合わせる
• リストパターン [1, .., 3]：コレクションの並びの形で分岐（..は残り任意）

演習

object data = "hello";

// TODO: is 型パターンを使い、data が string のとき "文字列: 5" のように
//       「文字列: <文字数>」を出力してください（"hello" は5文字）
___

• 期待される出力: 文字列: 5

まとめ

• パターンマッチングは値だけでなく型・形・条件でも分岐できる
• is 型 変数で判定と取り出しを同時に行える
• and/or/not・タプル・リストパターンでifの山を簡潔にできる

次回: 決まった回数を繰り返すforです。