C#のLINQを使ってリストをフラット化する方法

リストのフラット化とは

リストのフラット化（平滑化）とは、List<List<T>> のような入れ子になったリスト構造を、単一の List<T> に変換することを指します。例えば、List<List<int>> を List<int> に変換するケースが典型的な例です。

LINQ の SelectMany メソッドは、シーケンスの各要素を IEnumerable<T> に射影し、その結果得られた複数のシーケンスを1つのシーケンスへと平坦化するために使用されます。つまり、SelectMany 演算子は複数の結果シーケンスに含まれるレコードを結合し、1つのまとまった結果へと変換する役割を担います。

C# では、メソッド構文（SelectMany）とクエリ構文（from 句の重ね書き）の2つの方法でリストをフラット化できます。以下にそれぞれの実装例を示します。

方法1：SelectMany メソッドを使用する

コード例

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace DemoApplication
{
    public class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<List<int>> listOfNumLists = new List<List<int>>
            {
                new List<int> { 1, 2 },
                new List<int> { 3, 4 }
            };

            var numList = listOfNumLists.SelectMany(i => i);

            Console.WriteLine("リスト内の数値:");
            foreach (var num in numList)
            {
                Console.WriteLine(num);
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

出力結果

リスト内の数値:
1
2
3
4

この例では、SelectMany(i => i) によって各内部リストがそのまま展開され、すべての要素が1つのシーケンスに結合されています。ラムダ式 i => i は「各要素（内部リスト）をその要素自体のコレクションとして扱う」ことを意味します。

方法2：クエリ構文を使用する

コード例

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace DemoApplication
{
    public class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<List<int>> listOfNumLists = new List<List<int>>
            {
                new List<int> { 1, 2 },
                new List<int> { 3, 4 }
            };

            var numList = from listOfNumList in listOfNumLists
                          from value in listOfNumList
                          select value;

            Console.WriteLine("リスト内の数値:");
            foreach (var num in numList)
            {
                Console.WriteLine(num);
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

出力結果

リスト内の数値:
1
2
3
4

クエリ構文では、from 句を2段階に重ねることでネストされたリストを展開しています。外側の from で各内部リストを取り出し、内側の from でそのリストの各要素を取得しています。このクエリは内部的には SelectMany に変換されるため、両者の動作は本質的に同じです。

まとめ

• リストのフラット化は、入れ子構造の List<List<T>> を List<T> へ変換する操作である。
• メソッド構文では SelectMany を使用するのが最も簡潔。
• クエリ構文では from 句を二重に記述することで同じ結果が得られる。