C#のクラスとオブジェクト：プライマリコンストラクター・required・初期化子

2026年11月改訂： この記事は2021年に韓国語で書いたクラスの講座を、日本語向けに書き直したものです。サンプルを .NET 10.0.14（C# 14）でビルドし直すと、動作と出力は同じでしたが、新しいプロジェクトでは warning CS8618 が3件出ます。また当時の出力にあった「続行するには何かキーを押してください」は Visual Studio が付けていた行で、dotnet run では表示されません。2021年以降に入ったプライマリコンストラクター（C# 12）・required（C# 11）・init（C# 9）と、オブジェクト1個が実際に何バイトになるかの実測を加えました。

C#のクラスをこれから学ぶ人、あるいは昔の書き方は知っているものの class Counter(string label) や required を見て戸惑った人向けの記事です。先に結論を書くと、クラスは設計図、オブジェクトは new で作った実体で、変数に入るのはオブジェクトそのものではなく参照です。新しく入った文法は、どれも「オブジェクトを作るときに値をどう確実に埋めるか」という問題を扱っています。

オブジェクトとクラス：状態と振る舞い

現実のものをプログラムに置き換えるときは、状態と振る舞いに分けて考えます。スマートフォンなら色やバッテリー残量が状態、電話をかける・切るが振る舞いです。C#では状態をフィールドやプロパティで、振る舞いをメソッドで表します。その組み合わせを定義したものがクラスで、クラスから実際に作った1つ1つがオブジェクト（インスタンス）です。たい焼きの型が1つあれば、たい焼きはいくつでも焼ける、という関係です。

必要な部分だけを残して残りを捨てることを抽象化と呼びます。ペットショップのアプリで犬を扱うなら、名前・性別・飼い主の名前と「吠える」くらいがあれば十分です。

2021年版にあった「オブジェクト＝状態＋振る舞い」の円形の図は外部資料の図だったため今回外し、この記事のために描いた図に差し替えました。

2021年のサンプルを .NET 10 で動かす

元の Dog のサンプルを、名前空間と using も含めてそのまま新しいコンソールプロジェクト（dotnet new console、net10.0）に入れました。要点は次のとおりです。

class Dog {
    public string name;
    public string gender;
    public string ownernames;
    public void Bark() {
        Console.WriteLine("{0}：ワン！", name);
    }
}
// Main
Dog dog = new Dog();
dog.name = "ポチ";
dog.gender = "オス";
dog.ownernames = "佐藤";
dog.Bark();
Console.WriteLine("名前: {0}, 性別: {1}, 飼い主: {2}", dog.name, dog.gender, dog.ownernames);

ポチ：ワン！
名前: ポチ, 性別: オス, 飼い主: 佐藤

出力は2021年と同じです（文字列は日本語に置き換えています）。ただしビルドすると警告が3件出ます。

Program.cs(7,23): warning CS8618: null 非許容の フィールド 'name' には、コンストラクターの終了時に null 以外の値が入っていなければなりません。'required' 修飾子を追加するか、フィールド を Null 許容として宣言することを検討してください。

.NET 6 からコンソールのテンプレートに <Nullable>enable</Nullable> が入ったためで、「null にならない string と宣言したのに値を入れていない」という指摘です。直し方は3つあります。既定値を入れる（= ""）、null を許す（string?）、あるいはメッセージのとおり required を付ける。最後の方法は後で扱います。

new Dog() は「Dog の設計図からオブジェクトを1つ作り、コンストラクター Dog() を呼ぶ」という意味です。C# 9 からは左辺に型があれば Dog dog = new(); と省略できます。LangVersion を 8 にすると error CS8400: Feature 'target-typed object creation' is not available in C# 8.0 になることも確かめました。コンストラクターはコンストラクターとファイナライザーで詳しく扱います。

変数に入っているのは参照

クラスは参照型です。変数を別の変数に代入しても、オブジェクトはコピーされず、同じオブジェクトを指す参照がもう1つ増えるだけです。

var a = new Dog { Name = "Kan", Owner = "Min" };
var b = a;
b.Name = "Bori";
Console.WriteLine($"a.Name={a.Name} same={ReferenceEquals(a, b)}");

a.Name=Bori same=True

b を変えたのに a も変わりました。オブジェクトが1つしかないからです。代入で値そのものをコピーしたいなら構造体（struct）を使います。

フィールドとプロパティの違い（概要）

2021年版は public フィールドを使っていましたが、いまのC#で外に公開するデータはほぼプロパティです。

class Dog
{
    public string Name = "";            // フィールド：変数そのもの
    public string? Owner { get; set; }  // プロパティ：get/set アクセサーを通る
    public void Bark() => Console.WriteLine($"{Name}: Woof!");
}

呼び出し側は dog.Name、dog.Owner と同じに見えますが、プロパティなら後から検証処理を足しても呼び出し側を壊さず、init で作成後に変更できないようにもでき、データバインディングやシリアライザーもプロパティを基準に動きます。内部の状態は private フィールド、外に見せる値はプロパティ、と覚えておけば十分です。自動実装プロパティや読み取り専用プロパティなどはプロパティの基本とプロパティの応用にまとめています。public や private はアクセス修飾子とthisで扱います。

2021年以降に増えたもの：プライマリコンストラクター・required・init

プライマリコンストラクター（C# 12）

クラス名の直後に引数を書く文法です。引数はクラス本体のどこからでも使えます。

class Counter(string label)
{
    private int count;
    public void Add() => count++;
    public override string ToString() => $"{label}={count}";
}
// var c = new Counter("clicks"); c.Add(); c.Add(); Console.WriteLine(c);

clicks=2

よくある誤解が2つあります。1つ目、label はプロパティではありません。 record と違って公開メンバーは作られないので、外から c.label を読むとこうなります。

error CS1061: 'Counter' に 'label' の定義が含まれておらず、型 'Counter' の最初の引数を受け付けるアクセス可能な拡張メソッド 'label' が見つかりませんでした。

2つ目、引数でプロパティを初期化しつつ、メソッドの中でも引数を使うと値が2つに分かれます。コンパイラーは警告を出しますが、実際に何が起きるかを確かめました。

class Dog(string name)
{
    public string Name { get; set; } = name;
    public void Bark() => Console.WriteLine($"{name}: Woof! (Name={Name})");
}
// var d = new Dog("Kan"); d.Name = "Bori"; d.Bark();

warning CS9124: パラメーター 'string name' は外側の型の状態にキャプチャされ、その値はフィールド、プロパティ、またはイベントの初期化にも使用されます。
Kan: Woof! (Name=Bori)

Name を "Bori" に変えたのに、Bark() は "Kan" のままです。キャプチャされた name と、プロパティ Name の値が別々に保存されているからです。後の実測のとおり、オブジェクトも8バイト大きくなります。ルールは単純で、プロパティを作ったら、メソッドの中でもプロパティを使うことです。

required メンバー（C# 11）と init（C# 9）

コンストラクターを書かずに「作るときに必ずこの値を入れて」と強制できます。

class User
{
    public required int Id { get; init; }
    public required string Email { get; init; }
    public string Nick { get; set; } = "(none)";
}
var u = new User { Id = 7, Email = "a@example.com" };   // 出力: 7 a@example.com (none)

Email を書き忘れたり、作成後に init プロパティを書き換えようとしたりするとビルドが止まります。

error CS9035: 必要なメンバー 'User.Email' は、オブジェクト初期化子または属性コンストラクターに設定する必要があります。
error CS8852: init 専用プロパティまたはインデクサー 'User.Id' を割り当てることができるのは、オブジェクト初期化子の中か、インスタンス コンストラクターまたは 'init' アクセサーの 'this' か 'base' 上のみです。

{ Id = 7, Email = ... } の部分がオブジェクト初期化子です。コンストラクターが終わった直後にプロパティへ値を入れる書き方で、プライマリコンストラクターとも組み合わせられます（new Pet("Kan") { Owner = "Min" }）。

「C# N で追加」を自分で確かめる

記事に書いたバージョンが正しいか、-p:LangVersion を下げてビルドしました。

値ごとにどれを選ぶかは、次の基準で考えています。

実測：オブジェクト1個は何バイトか

クラスのオブジェクトにはフィールドのほかにヘッダーが付きます。各クラスを100万個作って配列に入れ、GC.GetAllocatedBytesForCurrentThread() の増分を個数で割りました（Release ビルド、.NET 10.0.14、Apple Silicon Mac。3回とも同じ値）。

64ビットの .NET ではオブジェクトヘッダーと型ポインターで16バイト、最小サイズが24バイトなので、空のクラスも int 1つのクラスも同じ24バイトです。参照型のフィールドは1つにつき8バイト増えます。CS9124 が出たクラスは同じ文字列への参照を2つ持つことになり、24バイトから32バイトになりました。1個なら誤差ですが、数十万個をメモリに載せるアプリならこの警告は無視しないほうがいいでしょう。

まとめ：どれをいつ使うか

このシリーズの続きとして、public・private などのアクセスレベルと this はアクセス修飾子とthis、オブジェクトが作られて片付けられる順番はコンストラクターとファイナライザーで扱います。メソッドそのもの（オーバーロード、ref、params）はC#のメソッドを参照してください。

検証環境：.NET SDK 10.0.403／ランタイム 10.0.14、C# 14（net10.0 の既定）、Apple Silicon Mac 上の macOS。