ダウンキャストの方法

Question

###質問内容
C#のダウンキャストについてお尋ねします。
クラスのキャストは、以下の方法で出来ました。

Base b = new AnotherClass(); //ok
AnotherClass a = (AnotherClass)b; //ok

しかし、List<T>で同じようなことをすると、
型が違うと言われエラーになります。

どのようにしたら、実現できるのでしょうか。

＊環境＊
◎WPF(C#) .net Frame Work 4.5
◎visual studio Community
◎windows7 64bit

仕掛中のソース

List<Base> b = new List<AnotherClass>(); //エラー
List<AnotherClass> a = (List<AnotherClass>)b; //エラー

どうかご教示ねがいます。

Answer 1

List<> は値の入力、出力の両方ができるため変換ができないのです。
しかし、以下のようなコードはエラーにはなりません。（共変）

IReadOnlyList<Base> b = new List<AnotherClass>();

ジェネリクスの共変性・反変性

追記

下のパターンであれば、問題ないと思います。

IReadOnlyList<Base> b = new List<AnotherClass>();
List<AnotherClass> c = (List<AnotherClass>)b;

多分もう気づいてると思いますが、挙げられた失敗パターンは全て Base 型インスタンスを無理やり AnotherClass 変えようとしています。

追記2

ちなみに、もし既にある List<Base> を List<AnotherClass> に変えたい場合はこうすればできます。

public class Base { }

public class AnotherClass : Base
{
  public AnotherClass(Base b) { }
}

var baseList = new List<Base>();
var drivedList = baseList
  .Select(x => new AnotherClass(x))
  .ToList();

Comments

[elvis]

ご回答ありがとうございます。
お陰様で宣言はうまくできました。

ただ、それを派生クラスにキャストするときに
エラーが発生します。なぜでしょうか。

//MT_ReportPlusは、MT_Reportの派生クラス。
//MT_Report→MT_ReportPlusにダウンキャストしたい。

IReadOnlyList<MT_Report> baseList = new List<MT_ReportPlus>();
baseList = DB.MT_Report.ToList(); //データ読みこみ

//◎キャスト失敗１
var haseiList1 = (List<MT_ReportPlus>)baseList;
//System.InvalidCastException: '型 'System.Collections
//.Generic.List`1[Project1.WPF.MT_Report]' のオブジェクトを
//型 'System.Collections.Generic.List`1
//[Project1.WPF.ReportList+MT_ReportPlus]' にキャストできません。'

//◎キャスト失敗２
var haseiList2 = baseList.Cast<MT_ReportPlus>().ToList();
//System.InvalidCastException: '型 'Project1.WPF.MT_Report' の
//オブジェクトを型 'MT_ReportPlus' にキャストできません。'

//◎キャスト失敗３
var haseiList3 = baseList.Select(x => (MT_ReportPlus)x).ToList();
//System.InvalidCastException: '型 'Project1.WPF.MT_Report' の
//オブジェクトを型 'MT_ReportPlus' にキャストできません。'

//◎キャスト失敗４
var haseiList4 = new List<MT_ReportPlus>(baseList.Select(x => (MT_ReportPlus)x));
//System.InvalidCastException: '型 'Project1.WPF.MT_Report' の
//オブジェクトを型 'MT_ReportPlus' にキャストできません。'

//◎キャスト失敗５
var haseiList5 = baseList.ConvertAll<MT_ReportPlus>(x => x);
//IReadOnlyListには、ConvertAllが存在せず、使えない。

[elvis]

＞多分もう気づいてると思いますが、挙げられた失敗パターンは全て Base 型インスタンスを無理やり AnotherClass 変えようとしています。

稚拙な質問に丁寧にご回答いただき、ありがとうございます。
ようやく理解できました。

[elvis]

＞ちなみに、もし既にある List<Base> を List<AnotherClass> に変えたい場合はこうすればできます。
ありがとうございます。

早速書いてみましたが、drivedListのメンバーはNullになります。
AnotherClassのコンストラクタで何か処理する必要があるのでしょうか。

[gaya-K]

null というか Count = 0 ですよね？
だとしたら baseList に何か Add が必要です。
違ったらごめんなさい。

[elvis]

Countは０にはなりません。
List<Base>に要素が20個あり、それを上記コードでList<AnotherClass>に変えました。
すると、要素は20個のままですが、要素一つ一つの中のメンバー(今回ですと帳票名など)が、nullとなります。
出来ればひとつお聞きしたいのですが、派生クラスのコンストラクタの引数として、ベースクラスのインスタンスを渡しているのは、どのような意図からなのでしょうか。

[gaya-K]

ああ、わかりました！
提示したコードはプロパティがないのでそれでいいんですが、プロパティがある場合はコンストラクタで一つ一つ値をコピーしてください。
当然ですが派生クラスにしかないプロパティはどうにもできません。

[elvis]

派生クラスのプロパティに、ベースクラスのインスタンスのプロパティ（コンストラクトの引数）を代入したら、動きました。最後の最後まで付き合っていただき有難うございます。感謝してます。

Answer 2

こんにちは。

既に回答は出ているので蛇足ですが。
List<Base>をList<Derived>にキャストできない理由を考えてみましょう。

まずは以下のように、

List<Base> baseList = derivedList.Cast<Base>().ToList();

Derivedのリストから作ったBaseのリストがあるとします。当たり前ですけど、これは「Baseのリスト」なんです。ということは、

baseList.Add(new Base()); // baseListにはBaseが入ります！

このbaseListをDerivedのリストにキャストすると、

List<Derived> newDerivedlist = (List<Derived>)baseList; // baseListの中にはDerivedじゃないオブジェクトが居る！

どうしてキャストが許可されないのかこれで分かると思います。

Comments

[elvis]

とてもわかり易いご回答、ありがとうございます。
また、基本的なことも理解しておらず失礼しました。

Answer 3

回答欄を見ていて思ったのですが、

DB.MT_Report.ToList(); //データ読みこみ

として生成されるリストの各要素がそもそもMT_ReportPlus型ではないのではないでしょうか？

もともとMT_Reportとして生成されたインスタンスをMT_ReportPlusにキャストは出来ないかと思います。
型を調べてみてはいかがでしょうか。

Comments

[elvis]

ご回答ありがとうございます。

ご指摘いただいたとおり、DB.MT_Report.ToList();　の各要素はMT_Report型です。

ただ派生クラスなので、下記の方法でキャストはできました。
しかしリストで同じようなことをしようとして苦戦しております。
foreachで同じことをすれば解決でしょうか。

//ダウンキャスト
MT_Report r = new MT_ReportPlus();
r.帳票名 = "テスト帳票名";
MT_ReportPlus rplus = (MT_ReportPlus)r;

[elvis]

追記です。

＞MT_Reportとして生成されたインスタンスをMT_ReportPlusにキャストは出来ない
ご指摘いただいた内容が、ようやく理解できました。
大変失礼しました。

DB.MT_Report.ToList();にある、MT_Report型の各要素は、
MT_Report hoge = new MT_ReportPlus();として宣言したわけではないから、
いくら派生クラスでも、ダウンキャストできないという認識で間違いないでしょうか。

理解が浅く申し訳ございません。

[takabosoft]

そんな感じの理解であっています。ダウンキャストの基礎を振り返っていろいろ試してみるといいかと思います。

[elvis]

基本的なことで行き詰まり情けないです。
ありがとうございました！

Answer 4

List<AnotherClass>とList<Base>は全く別の型なのでキャストすることはできません。
※間違いでした。追記をご覧下さい。

対処として、
Enumerable.Cast
があります。
Linqをusingして

using System.Linq;

List<Base> b = new List<AnotherClass>().Cast<Base>().ToList();

このようにすると可能です。
内部的な処理としてはこんな感じの事をしています。

List<Base> Cast(List<AnotherClass> list)
{
	List<Base> res = new List<Base>();
	foreach(var e in list)
	{
		res.Add(e as AnotherClass);
	}
	return res;
}

※追記

List<AnotherClass>とList<Base>は全く別の型なのでキャストすることはできません。

と書きましたがgaya-Kさんの言う通りジェネリックの共変性・反変性による物でした。

※テストコードを追加

using System;
using System.Linq;
using System.Collections.Generic;
class MT_Report { }
class MT_ReportPlus : MT_Report { }
class Class
{
    static void Main()
    {
        List<MT_Report> baseList = new List<MT_ReportPlus>().Cast<MT_Report>().ToList();
        List<MT_ReportPlus> plusList = baseList.Cast<MT_ReportPlus>().ToList();
    }
}

Comments

[elvis]

ご丁寧な回答ありがとうございます。
お陰様で宣言はうまくできました。

ただ、それを派生クラスにキャストするときに
エラーが発生します。なぜでしょうか。

MT_ReportPlusは、MT_Reportの派生クラスです。
MT_Report→MT_ReportPlusにダウンキャストしたいと思います。

List<MT_Report> baseList = new List<MT_ReportPlus>().Cast<MT_Report>().ToList();
baseList = DB.MT_Report.ToList(); //データ読みこみ
このあと、List<MT_ReportPlus>にキャストするとエラー発生。

お手数ですが、エラー詳細はgaya-Kさんのコメント欄をご覧ください。
宜しくお願い致します。

[nakajimakotaro]

テストコードを追加しました。
これをそちらの環境で動くか確かめてみてください。

[elvis]

ありがとうございます。
テストコードは完動しました。