C#のコレクションクラスとは？主な種類とBitArrayクラスの使い方を解説

C#におけるコレクションクラスは、要素へのメモリを動的に割り当てたり、インデックスに基づいて項目のリストへアクセスしたりするなど、さまざまな用途で活用される重要なクラス群です。System.Collections名前空間には、データの管理方法やアクセス方式が異なる複数のコレクションクラスが用意されており、用途に応じて使い分けることで効率的なプログラミングが可能になります。

C#の主なコレクションクラス一覧

C#でよく使用される代表的なコレクションクラスは以下のとおりです。

BitArrayクラスの使用例

ここでは、コレクションクラスの中からBitArrayクラスの具体的な使用例を見ていきましょう。BitArrayは、byte型の値をビット単位のブール値（true/false）の配列として扱うことができ、And()メソッドやOr()メソッドを使ったビット演算も簡単に行えます。

サンプルコード

using System;
using System.Collections;

namespace CollectionsApplication {
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            // サイズ8の2つのビット配列を作成
            BitArray ba1 = new BitArray(8);
            BitArray ba2 = new BitArray(8);

            byte[] a = { 60 };
            byte[] b = { 13 };

            // ビット配列に60と13の値を格納
            ba1 = new BitArray(a);
            ba2 = new BitArray(b);

            // ba1の内容を表示
            Console.WriteLine("Bit array ba1: 60");

            for (int i = 0; i < ba1.Count; i++) {
                Console.Write("{0, -6} ", ba1[i]);
            }

            Console.WriteLine();

            // ba2の内容を表示
            Console.WriteLine("Bit array ba2: 13");

            for (int i = 0; i < ba2.Count; i++) {
                Console.Write("{0, -6} ", ba2[i]);
            }

            Console.WriteLine();
            BitArray ba3 = new BitArray(8);
            ba3 = ba1.And(ba2);

            // AND演算後のba3の内容を表示
            Console.WriteLine("Bit array ba3 after AND operation: 12");

            for (int i = 0; i < ba3.Count; i++) {
                Console.Write("{0, -6} ", ba3[i]);
            }

            Console.WriteLine();
            ba3 = ba1.Or(ba2);

            // OR演算後のba3の内容を表示
            Console.WriteLine("Bit array ba3 after OR operation: 61");

            for (int i = 0; i < ba3.Count; i++) {
                Console.Write("{0, -6} ", ba3[i]);
            }

            Console.WriteLine();

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

実行結果

Bit array ba1: 60
False False True True True True False False
Bit array ba2: 13
True False True True False False False False
Bit array ba3 after AND operation: 12
False False True True False False False False
Bit array ba3 after OR operation: 61
True False True True False False False False

コードの解説

このサンプルでは、まずbyte型の値「60」と「13」をそれぞれBitArrayに格納しています。BitArrayでは、数値がビット列に変換され、各ビットがtrue（1）またはfalse（0）として表現されます。

• And()メソッド：2つのビット配列の論理積（AND）を計算します。60 AND 13 の結果は「12」となり、両方とも1であるビットだけがtrueになります。
• Or()メソッド：2つのビット配列の論理和（OR）を計算します。60 OR 13 の結果は「61」となり、どちらか一方でも1であればtrueになります。

このように、BitArrayクラスを使えば、ビット単位の論理演算を直感的なコードで実装できます。フラグの管理やメモリ効率を重視したデータ処理などにおいて、非常に有用なコレクションクラスといえるでしょう。