C#でユーザー定義のstring型を使いたい

Question

シチュエーションとしては、
string型をstring型ではない別の型として定義することで実装ミスに事前に気づけるようにしたいです。

例えば、string型でif文の判定をする場合、

string item = "book";
int price;

if (item == "book") {
    price = 100;
} else { ... }

のように書くかと思いますが、
string型だと他のどんなstring型でも比較できてしまうことで不具合につながるので、悩みどころです。

string userName = "John";
int price;
if (userName = "book") { // UserNameはそもそもここで比較されるべきではない
    price = 100
} else { ... }

これを、string型をラップ?するようなMyString型があれば、

MyItemString item = "book";
string userName = "John";
int price;

if (item == (MyItemString)"book") {
    price = 100;
} else if (userName == (MyItemString)"book") { // 型が違うためコンパイルエラーになる
    price = 200; 
} else { ... }

のようにコンパイルエラーとしてビルド時に間違いに気づくことができるかと思います。

【質問】

1. ユーザー定義のstring型を作成することはできますか？
   また、できる場合はその方法をお教え頂けるとありがたいです。
2. 上記のようなstringの比較の実装ミスによる不具合を防ぐ別の方法はありますか？
   できれば、ユーザー定義型のstringとして扱いたいですが、より良い方法があればご教授いただきたいです。

以上、皆さんのお知恵をお貸しいただければ嬉しいです。

Comments

[m.ts10806]

あまりメリットのあるこのをやろうとしてるようには見えないのですが（大事なのは変数が保持している情報そのものだと思うので）、実装も例ではなく具体的な要件のほうが良いかと思います。

>stringの比較の実装ミス
ここが他者にはイメージ伝わりにくいのではと。

[Zuishin]

enum を使うか、if の代わりに switch 式を使えば良いと思います。

[退会済みユーザー]

インターンプールというのがあるのをご存じですか？　文字列を key に、ヒープ上の String オブジェクトのアドレスを value に持つハッシュテーブルのようなものです。コードに "John" と書くとコンパイルされる時にそれはインターンプールに置かれます。なので、質問者さんが書いたようなコード (MyItemString)"book" のようなことをするのは不可能かと思います。

[kokorin]

@m.ts10806
> あまりメリットのあるこのをやろうとしてるようには見えないのですが
具体的にどのような理由でメリットがないと感じられましたか？
コンパイル時点で実装ミスに気づけるという意味で十分メリットがあると考えています。

> 大事なのは変数が保持している情報そのものだと思うので
こちらに関しては自分も同意です。ただ、「型」にも情報が含まれており、変数+型含めての情報ですよね？
変数に入っている情報のみでプログラムが構成できるのであれば、クラスを始めとするユーザー定義型は必要ないはずですし

@Zuishin
質問の書き方が悪かったためか、意図が伝わっておらず申し訳ございません。
enum/if/switch式による実装がどうこうという意味ではなく、string型をそのまま使うことで他のあらゆるstringと比較されうるということに危険性があり、それを解消したいということです。

@SurferOnWww
インターンプールというのは知りませんでした。
stringの場合に使用される保存領域ということですかね。
> コードに "John" と書くとコンパイルされる時にそれはインターンプールに置かれます。なので、質問者さんが書いたようなコード (MyItemString)"book" のようなことをするのは不可能
stringがインターンプールに置かれるので、不可能ということですが、理由と結論の間にギャップがあり理解できませんでした。
(MyItemString)"book"のようにキャストすることが無理ということでしょうか？
それとも、そもそもstringから派生させたようなユーザー定義のstring型を作成することが無理ということでしょうか？

[退会済みユーザー]

> インターンプールというのは知りませんでした。

String Intern などをキーワードにググって調べるなどして勉強してください。

> (MyItemString)"book"のようにキャストすることが無理ということでしょうか？

何故そういうことができると思うのか分かりません。ご自分でやってみて、もし出来たら、どのようにしたのか逆に教えてもらえませんか？

[Zuishin]

TypeScript の共用体型のようなものをお望みでしょうか？

https://js.studio-kingdom.com/typescript/handbook/advanced_types#union_types

それなら、将来のバージョンで入る計画はありますが、今のところはできません。
enum を使用するのが最も近いと思います。

> (MyItemString)"book"のようにキャストすることが無理ということでしょうか？

演算子のオーバーロードを使えばできなくはありませんが、それで問題が解決するかは疑問です。

[退会済みユーザー]

> 演算子のオーバーロードを使えばできなくはありませんが

そうですね、前言「何故そういうことができると思うのか分かりません」は取り消します。失礼しました。

[fana]

> string型だと他のどんなstring型でも比較できてしまうことで不具合につながる

この話の意味がわからないです…

あるデータAの内部表現(っていうか)が文字列であってそれをstringとして実装し，
Aとは別の意味合いのデータBの内部表現もまた文字列であってstringとして実装したとき，
AとBは全く異なる概念であるから「AとBを比較する」というのは「話の上では異常事態」なのだけどもコード的に（型的に）は問題ないのがなんか嫌だ
…的な話なのでしょうか？
（もしもそういう話なら，AもBもstring丸出しで実装しなければ良いというだけなのでは…？　内部表現がstringたることがmustだとして，それを抱えている型を適当に用意するのではダメなのか？）

Answer 1

値オブジェクトが、質問者さんが望んでいるものに近いように見えます。組み込みの値型をラップした独自の型を、ドメイン駆動設計では値オブジェクトと呼んでいます。

値オブジェクトを導入すると次のようなコードになります。"book"や"john"のようなリテラルの代わりに、独自で定義したItemとUserを利用します。

/// <summary>Itemの値オブジェクト。nameのgetプロパティを持つ。</summary>
record Item(string name) { }

/// <summary>Userの値オブジェクト。nameのgetプロパティを持つ。</summary>
record User(string name) { }

private int GetPrice(Item item, User user) {
	var book = new Item("book");
	var john = new User("john");

	int price;

	// 値オブジェクトは、値としてふるまうので比較可能。
	if (item == book) {
		price = 100;
	}
	// 型が違うためコンパイルエラーになる。
	else if (user == book) {
		price = 200;
	}
	else {
		price = 300;
	}

	return price;
}

void Main() {
	var video = new Item("video");
	var john = new User("john");
	var price = GetPrice(video, john);
	
	Console.WriteLine(price);
}

値オブジェクトにはC# 9.0で導入されたrecord型を使いました。従来のclass構文と比べてコード量がかなり減ります。

参考

• ドメイン駆動設計の基礎知識：設計のスタイル、開発のスタイル
• C# 9.0 の record 型 と DDD の値オブジェクトについて

Answer 2

UnitGeneratorを使えば任意の型をベースにした独自型を簡易に生成できて便利。
https://github.com/Cysharp/UnitGenerator

蛇足ですが、F#では組み込みのtypeを使って比較演算子等が揃った独自型を生成できたりします。（私はF#使わないけど、いろんな言語で広く必要とされてるパターンなんだ、という温度感を共有したい感じ）
https://bleis-tift.hatenablog.com/entry/20111201/1322728455

Answer 3

class Item{
//...適宜実装
}

みたいな型を定義して

var item = new Item("book");
if("hoge" == item){}//error CS0019: Operator `==' cannot be applied to operands of type `string' and `Item'

---

class Item{
    public string Name{get;}
    public Item(string name){
        Name = name;
    }
    public static explicit operator Item(string s) => new Item(s);
    // ... 等値比較など適宜実装
}

if("hoge" == (Item)"hoge"){} //error

Comments

[kokorin]

普通に考えるとそうなりますよね。
しかし、比較用の定数に毎回newするのは非効率かと思いまして、

```
var item = new Item("book");
if (new Item("hoge") == item) { } // 比較用の変数は毎回new Item()が必要
```

new しなくても良い値型(string)を自分で定義できないかを探っていました。
classで実装するのが結局のところ、実現可能性も高く扱いもしやすそうですが。。。

[ozwk]

stringはクラスです。リテラルで書いていてもnewしているのと大差ありません。
https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/api/system.string?view=net-6.0

(Item)"hoge"とキャストで書けるようにしたいのならば、キャスト演算子を実装します。