JavaエンジニアがC#を学ぶ前に知るべき違い【徹底比較】

はい、承知いたしました。JavaエンジニアがC#を学ぶ際に役立つ、両言語の詳細な比較記事を約5000語で記述します。

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JavaエンジニアがC#を学ぶ前に知るべき違い【徹底比較】

はじめに：なぜ今、JavaエンジニアがC#を学ぶのか？

長年Javaの世界でキャリアを築いてきたあなたにとって、C#はどのように映るでしょうか。「Microsoftの言語」「Windowsアプリ開発向け」「Web開発もできるらしい」といった断片的なイメージを持っているかもしれません。しかし、近年C#と.NETプラットフォームは目覚ましい進化を遂げ、Javaに匹敵、あるいは特定の領域では凌駕するほどの存在感を放っています。

なぜ今、JavaエンジニアがC#を学ぶことに価値があるのでしょうか？

1. 広がる需要と活躍の場:

   • Webアプリケーション開発: ASP.NET Coreは高速で柔軟なWebフレームワークとして、エンタープライズシステムからスタートアップまで幅広く利用されています。JavaにおけるSpring Bootのような立ち位置ですが、よりモダンな設計思想を取り入れています。
   • デスクトップアプリケーション開発: WPF、WinForms、そして最新のMAUI (Multi-platform App UI) など、Windowsデスクトップアプリケーション開発においては依然として第一選択肢の一つです。
   • ゲーム開発: 世界的に普及しているゲームエンジン「Unity」の主要なスクリプト言語はC#です。ゲーム開発に興味があるJavaエンジニアにとって、C#は必須のスキルとなります。
   • クラウドネイティブ開発: Azureを中心に、AWSやGCPでも.NET Core/.NETは高い親和性を持って利用されています。マイクロサービスやサーバーレスアーキテクチャとの相性も良好です。
   • 機械学習・データサイエンス: ML.NETなどのライブラリも登場し、この分野での活用も進んでいます。
   • 組み込み・IoT: .NET nanoFrameworkなど、リソース制約のある環境での利用も可能です。

2. クロスプラットフォーム化:

   • かつてC#はWindows専用というイメージが強かったですが、.NET Core (後の.NET 5以降) の登場により状況は劇的に変化しました。現在、C#と.NETはWindows、macOS、Linux上で完全に動作する真のクロスプラットフォーム環境を提供しています。サーバーサイド開発においては、OSを問わずJava/.NETどちらも選択可能です。

3. モダンな言語機能:

   • C#はJavaよりも言語機能の進化が速い傾向にあります。Java 8以降、ラムダ式やStream API、モジュールシステムなど大きく変化しましたが、C#はさらに頻繁に新しい構文や機能を導入しています。パターンマッチング、Null許容参照型、レコード、ローカル関数、非同期処理のasync/await構文など、開発効率やコードの表現力を高めるモダンな機能が豊富です。

4. Javaとの高い親和性:

   • C#はJavaの設計思想から大きな影響を受けており、構文や基本的なOOPの概念は非常に似ています。Javaの経験があれば、C#の学習コストは比較的低く抑えられます。異なる点、特にC#独自の機能やJavaの機能の別の実現方法に焦点を当てて学習すれば、スムーズに習得できるでしょう。

この記事は、Javaでの開発経験がある方を対象に、C#を学ぶ上で特に知っておくべき、Javaとの違いに焦点を当てて徹底的に比較解説します。構文の類似点から始まり、オブジェクト指向、メモリ管理、コレクション、並列処理、そして最新の言語機能まで、具体的なコード例を交えながら深く掘り下げていきます。

C#の世界への扉を開ける準備はできましたか？それでは、両言語の比較を始めましょう。

1. 言語の基本構造：似ているようで異なる点

JavaとC#は、どちらもC++の影響を受け、意図的にJavaはC#の初期設計に影響を与えています。そのため、基本的な構文の多くは共通しています。しかし、細部に違いがあり、それがコードの記述感や慣れに影響を与えます。

類似点:

• コードブロックは {} で囲む。
• 各ステートメントは ; で終わる。
• class, interface, public, private, protected, static, void, int, bool (boolean) などの基本的なキーワードは共通または類似。
• if, for, while, switch などの制御構造の基本的な使い方は同じ。
• コメントの記述方法 (//, /* */) も同じ。

相違点とC#独自の機能:

1.1. データ型

• プリミティブ型: 名前が少し異なります。
  • boolean (Java) -> bool (C#)
  • byte (Java) -> byte (C#) – ただし符号なしバイトは sbyte
  • short (Java) -> short (C#)
  • int (Java) -> int (C#)
  • long (Java) -> long (C#)
  • float (Java) -> float (C#)
  • double (Java) -> double (C#)
  • char (Java) -> char (C#)
• 文字列: どちらも String / string ですが、C#ではリテラルの表現にいくつか便利な方法があります。
  • 逐語的文字列リテラル (@): エスケープシーケンスを無効化します。ファイルパスなどで便利です。
    csharp
string path = @"C:\Program Files\MyApp\data.txt"; // エスケープ不要
  • 補間文字列 ($): JavaのテキストブロックやString.formatに相当しますが、より直感的です。
    csharp
string name = "Alice";
int age = 30;
string message = $"Hello, {name}! You are {age} years old."; // 変数を埋め込める
• decimal型: 金融計算など、高い精度が求められる場面で使用される128ビットの浮動小数点型がC#には標準で用意されています。Javaには標準で同等の型はありません（BigDecimal クラスを使用）。

1.2. 変数の宣言 (var キーワード)

C#では、ローカル変数の型推論に var キーワードを使用できます。Java 10以降の var と同様の機能ですが、C#には初期から存在します。

csharp
// C#
var number = 10; // int型と推論される
var name = "Bob"; // string型と推論される
var list = new List<int>(); // List<int>型と推論される

Javaと同様、var は可読性を損なわない範囲で使用することが推奨されます。特にメソッドの戻り値やジェネリックの型が複雑な場合に便利です。

1.3. 制御構造の拡張

• switch 式とパターンマッチング: C#の switch はより強力で、値を返す式として使用したり、様々な型のパターンマッチングを行ったりできます。Java 14以降のswitch式やパターンマッチングも進化していますが、C#はこちらの進化が先行していました。
  “`csharp
  // C# switch 式 (Javaのswitch式に類似)
  string dayType = day switch
  {
  “Monday” or “Tuesday” or “Wednesday” or “Thursday” or “Friday” => “Weekday”,
  “Saturday” or “Sunday” => “Weekend”,
  _ => “Unknown Day” // デフォルトケース
  };

  // C# パターンマッチング (型による分岐など)
  object item = 123;
  if (item is int i)
  {
  Console.WriteLine($”It’s an integer: {i}”);
  }
  else if (item is string s)
  {
  Console.WriteLine($”It’s a string: {s.ToUpper()}”);
  }

  // C# switch + パターンマッチング
  string result = item switch
  {
  int i when i > 100 => $”Large integer: {i}”, // when句による条件
  string s when s.Length > 5 => $”Long string: {s}”,
  null => “Null value”,
  _ => “Other type”
  };
  ``
Javaのパターンマッチングもinstanceofやswitch` で進化していますが、C#はより多様なパターンを表現できます。

2. オブジェクト指向プログラミング (OOP)：プロパティ、構造体、レコード

OOPの基本的な概念（クラス、オブジェクト、継承、ポリモーフィズム、カプセル化）はJavaとC#で共通しています。しかし、C#にはJavaにはない便利な機能や、概念が少し異なる部分があります。

2.1. プロパティ

これはJavaエンジニアにとって最も違いを感じる機能の一つかもしれません。C#のプロパティは、フィールドへのアクセス（getter/setter）を簡潔に記述するための言語機能です。内部的にはメソッドとしてコンパイルされますが、外部からはフィールドにアクセスするような構文で利用できます。

“`csharp
// C# プロパティ
public class Person
{
// 自動実装プロパティ (フィールドを自動生成)
public string Name { get; set; }

// バッキングフィールドを持つプロパティ (getter/setterにロジックを追加可能)
private int _age;
public int Age
{
    get { return _age; }
    set
    {
        if (value < 0)
        {
            throw new ArgumentException("Age cannot be negative.");
        }
        _age = value;
    }
}

// 読み取り専用プロパティ
public string Description => $"Name: {Name}, Age: {Age}";

}

// 利用方法
var person = new Person();
person.Name = “Alice”; // setterを呼び出す
person.Age = 30; // setterを呼び出す
Console.WriteLine(person.Name); // getterを呼び出す
Console.WriteLine(person.Age); // getterを呼び出す
Console.WriteLine(person.Description); // getterを呼び出す
“`

Javaではgetter/setterメソッドを自分で定義する必要があります。

“`java
// Java (C#プロパティに相当するものを手動で実装)
public class Person {
private String name;
private int age;

public String getName() {
    return name;
}

public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public int getAge() {
    return age;
}

public void setAge(int age) {
    if (age < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("Age cannot be negative.");
    }
    this.age = age;
}

// Java 14+ のレコードに近い概念だが、これはあくまでクラス
public String description() {
    return "Name: " + name + ", Age: " + age;
}

}

// 利用方法
var person = new Person();
person.setName(“Alice”);
person.setAge(30);
System.out.println(person.getName());
System.out.println(person.getAge());
System.out.println(person.description());
“`

C#のプロパティは、カプセル化を維持しつつ、フィールドへのアクセスのような簡潔な構文を提供するため、コードがすっきりとします。自動実装プロパティは特にボイラープレートコードを削減できます。

2.2. インデクサー

インデクサーはC#独自の機能で、オブジェクトを配列のように [] 構文でアクセス可能にするものです。コレクションクラスなどで内部的に使われていますが、独自のクラスにも定義できます。

“`csharp
// C# インデクサー
public class StringCollection
{
private List data = new List();

// インデクサーの定義
public string this[int index]
{
    get { return data[index]; }
    set { data.Insert(index, value); } // 例: 指定位置に挿入
}

public int Count => data.Count;

}

// 利用方法
var collection = new StringCollection();
collection[0] = “First”;
collection[1] = “Second”; // Insertされる
Console.WriteLine(collection[0]); // “First” を表示
Console.WriteLine(collection[1]); // “Second” を表示
“`

Javaでこれに相当する機能はなく、通常は get(index) や set(index, value) のようなメソッドを定義します。

2.3. 構造体 (struct)

C#にはクラス (class) の他に構造体 (struct) があります。クラスは参照型ですが、構造体は値型です。これはパフォーマンスやメモリ管理において重要な違いを生みます。プリミティブ型 (int, bool など) や decimal、座標を表す Point などは構造体です。

• クラス (参照型): ヒープに割り当てられ、変数にはその参照が入ります。代入やメソッド引数での受け渡しは参照のコピーです。ガベージコレクションで管理されます。
• 構造体 (値型): スタック（ローカル変数やメソッド引数の場合）またはオブジェクトのヒープ領域内に直接割り当てられます。代入やメソッド引数での受け渡しは値全体のコピーです。GCの対象になりません。

構造体は、小さいデータ構造（通常16バイト未満）で、頻繁にコピーされる可能性がある場合にパフォーマンス上のメリットをもたらすことがあります。しかし、値のコピーが発生するため、大きな構造体や参照型フィールドを含む構造体は避けるべきです。構造体は継承できません。

Javaには構造体に直接対応する概念はありません。プリミティブ型は値型として扱われますが、ユーザー定義型はすべてクラス（参照型）です。

2.4. レコード型 (record)

Java 14で導入されたレコード型は、主にデータを保持するための不変なクラスを簡潔に定義するためのものです。C# 9でも同様の目的でレコード型が導入されました。両言語のレコード型は似ていますが、構文や機能に違いがあります。

“`csharp
// C# record (Immutable by default)
public record Product(int Id, string Name, decimal Price);

// 利用方法
var product1 = new Product(1, “Laptop”, 1200.50m);
var product2 = new Product(1, “Laptop”, 1200.50m);

Console.WriteLine(product1); // Product { Id = 1, Name = Laptop, Price = 1200.50 } (ToStringが自動生成)
Console.WriteLine(product1 == product2); // True (値による等価性が自動実装)

// C# record with (不変オブジェクトの一部を変更した新しいインスタンスを作成)
var product3 = product1 with { Price = 1100.00m };
Console.WriteLine(product3); // Product { Id = 1, Name = Laptop, Price = 1100.00 }
“`

“`java
// Java record (Immutable by default)
public record Product(int id, String name, BigDecimal price) {}

// 利用方法
var product1 = new Product(1, “Laptop”, new BigDecimal(“1200.50”));
var product2 = new Product(1, “Laptop”, new BigDecimal(“1200.50”));

System.out.println(product1); // Product[id=1, name=Laptop, price=1200.50] (toStringが自動生成)
System.out.println(product1.equals(product2)); // True (equals/hashCodeが自動実装)

// Java recordはwith式のような機能は標準では持たない
// 必要なら自分でメソッドを定義するか、Lombokなどのライブラリを使う
“`

どちらのレコード型も、データクラスに必要なメソッド（equals/hashCode/toString、C#ではさらに値による等価性、Javaではコンストラクタ、getter）を自動生成してくれます。C#の with 式は、不変性を保ちつつオブジェクトの一部だけを変更したい場合に非常に便利です。

2.5. 継承とインターフェース

• 単一継承: どちらの言語もクラスの単一継承です。
• sealed キーワード: C#には sealed クラスや sealed メソッドがあり、それぞれ継承不可、オーバーライド不可を指定できます。Javaの final と同様ですが、C#ではメソッド単体にも適用できます。Java 15以降の sealed クラス/インターフェースは、継承/実装を許可するクラス/インターフェースを明示的に指定できますが、これはC#の sealed とは目的が異なります。
• インターフェース:
  • Java 8以降、インターフェースにデフォルトメソッドやstaticメソッドを定義できるようになりました。C# 8でもインターフェースの既定の実装 (Default Interface Methods) が導入され、同様の機能が利用できます。
  • C#のインターフェースには、プロパティやイベントも定義できます。

3. メモリ管理とガベージコレクション (GC)

どちらの言語も自動メモリ管理としてガベージコレクションを採用しており、Javaエンジニアにとってこの概念は馴染み深いでしょう。基本的な考え方（参照されなくなったオブジェクトがGCによって解放される）は同じです。しかし、リソース管理や特殊なケースで違いがあります。

3.1. using ステートメントと IDisposable

Javaには try-with-resources があり、 AutoCloseable インターフェースを実装したオブジェクトのリソース（ファイルストリームやデータベース接続など）を自動的に解放できます。

C#にはこれに相当するものとして using ステートメントと IDisposable インターフェースがあります。IDisposable インターフェースは Dispose() というメソッドを一つだけ持ちます。リソースを解放する必要があるクラスはこのインターフェースを実装します。

csharp
// C# using ステートメント (Javaのtry-with-resourcesに相当)
// FileStream は IDisposable を実装している
using (FileStream fs = new FileStream("example.txt", FileMode.Open))
{
// ファイル操作を行う
// usingブロックを抜けると fs.Dispose() が自動的に呼ばれる
} // ファイルがクローズされる

java
// Java try-with-resources
// FileInputStream は AutoCloseable を実装している
try (FileInputStream fis = new FileInputStream("example.txt")) {
// ファイル操作を行う
// tryブロックを抜けると fis.close() が自動的に呼ばれる
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} // ファイルがクローズされる

どちらの機能も、リソースの解放忘れを防ぐために非常に重要です。C#では、IDisposable を実装するクラスは、ファイナライザー（~ClassName()）も実装して、GCによって解放される際にもリソースが解放されるようにすることが推奨されます（ただし、通常は using を使うべきです）。

3.2. 値型とGC

前述の構造体 (struct) は値型であり、スタックや他のオブジェクトの内部に直接格納されるため、GCの対象になりません。これは大量の小さなオブジェクトを扱う際に、GCの負荷を軽減しパフォーマンスを向上させる可能性があります。Javaでは、プリミティブ型の配列以外、オブジェクトはすべてヒープに割り当てられGCの対象となります。

3.3. unsafe コードとポインタ

C#は、特定の条件下（例えばパフォーマンスがクリティカルな処理や、アンマネージドコードとの相互運用）で、unsafe キーワードを使用してポインタを直接扱うことができます。これはJavaにはない機能です。unsafe コードはCLR (Common Language Runtime) の管理外で行われるため、メモリ破壊などのリスクがあり、慎重に使用する必要があります。

4. 例外処理：検査例外 vs 非検査例外

例外処理の構文 (try-catch-finally) や概念はJavaとC#でほぼ同じです。しかし、Javaの最も特徴的な機能の一つである「検査例外 (Checked Exceptions)」がC#には存在しない点が大きな違いです。

• Java: IOException や FileNotFoundException など、特定の例外は「検査例外」と呼ばれ、それをスローするメソッドは throws 句で宣言するか、呼び出し元で try-catch ブロックで捕捉する必要があります。コンパイル時にチェックされるため、例外の取り扱い忘れを防ぐことができます。
• C#: すべての例外は「非検査例外 (Unchecked Exceptions)」に相当します。メソッドがどのような例外をスローするかを throws 句で宣言する必要はなく、コンパイラも try-catch での捕捉を強制しません。これは、Javaの検査例外が大規模なシステムでAPIの変更やバージョニングを複雑にするという経験に基づいた設計判断と言われています。C#では、どの例外を捕捉するかは開発者の判断に委ねられます。

この違いは、API設計や例外処理のスタイルに影響します。C#では、通常は復旧可能な例外（ファイルが見つからない、ネットワークエラーなど）を捕捉し、プログラマのエラー（NullPointerExceptionに相当するNullReferenceExceptionなど）は捕捉せずに上位に伝播させ、ログ記録などを行うのが一般的です。

4.1. フィルター付き catch

C#には catch ブロックに when キーワードを使ってフィルターを追加できます。これは、例外の種類だけでなく、特定の条件を満たす場合のみその catch ブロックで捕捉したい場合に便利です。

csharp
// C# フィルター付き catch
try
{
// ...
}
catch (IOException ex) when (ex.Message.Contains("permission denied"))
{
// パーミッションエラーの場合の処理
Console.WriteLine("Permission error: " + ex.Message);
}
catch (IOException ex)
{
// その他のIOエラーの場合の処理
Console.WriteLine("Other IO error: " + ex.Message);
}

Javaでは、このような分岐は catch ブロックの内部で if 文を使って実装する必要があります。

5. コレクションとGenerics：LINQの力

コレクションフレームワークは、どちらの言語も豊富に提供しており、リスト (List/ArrayList)、マップ (Dictionary/HashMap)、セット (HashSet/Set) など、基本的なデータ構造は共通して使用できます。インターフェース名やクラス名に違いはありますが、概念は同じです。

• List<T> (C#) vs ArrayList<T> / List<T> (Java)
• Dictionary<TKey, TValue> (C#) vs HashMap<K, V> / Map<K, V> (Java)
• HashSet<T> (C#) vs HashSet<T> / Set<T> (Java)

また、Generics（ジェネリクス）もどちらの言語にもありますが、C#のGenericsは実行時に型情報が保持されます（reification）。JavaのGenericsはコンパイル時に型消去 (type erasure) が行われます。この違いは、リフレクションでGenericsの型情報を取得できるかどうかに影響します。

5.1. LINQ (Language Integrated Query)

C#の最も強力な機能の一つにLINQがあります。これは、様々なデータソース（コレクション、データベース、XMLなど）に対して統一的なクエリ構文でデータ操作を行うための機能です。SQLのようなクエリ構文 (from ... where ... select ...) と、より関数型プログラミングに近いメソッド構文 (Where, Select, OrderBy など) の両方があります。

“`csharp
// C# LINQ (メソッド構文)
List numbers = new List { 1, 5, 3, 8, 2 };

var evenNumbers = numbers.Where(n => n % 2 == 0) // 偶数だけをフィルタリング
.OrderBy(n => n) // 昇順にソート
.ToList(); // リストに変換

foreach (var num in evenNumbers)
{
Console.WriteLine(num); // 2, 8
}

// C# LINQ (クエリ構文)
var queryResult = from n in numbers
where n % 2 == 0
orderby n descending
select n; // 8, 2
“`

Java 8以降のStream APIは、LINQのメソッド構文に似た機能を提供します。コレクションに対してパイプライン処理を行う点ではよく似ています。

“`java
// Java Stream API (LINQメソッド構文に相当)
List numbers = Arrays.asList(1, 5, 3, 8, 2);

List evenNumbers = numbers.stream()
.filter(n -> n % 2 == 0) // 偶数だけをフィルタリング
.sorted() // 昇順にソート
.collect(Collectors.toList()); // リストに変換

for (int num : evenNumbers) {
System.out.println(num); // 2, 8
}
“`

LINQはStream APIよりも歴史が古く、SQLライクなクエリ構文が使える点、遅延評価が基本である点など、一部違いがあります。しかし、コレクションに対する変換・フィルタリング・集約といった操作を宣言的に記述できるという点で、両者は非常に強力な機能です。JavaエンジニアはStream APIの知識を活かしてLINQをスムーズに習得できるでしょう。

5.2. Genericsの共変性・反変性

C#のGenericsは、in (反変性) と out (共変性) キーワードを使って、Javaよりも柔軟に型の変性を指定できます。JavaのGenericsはワイルドカード (? extends T, ? super T) を使いますが、C#はインターフェースやデリゲートの型パラメータに直接指定できます。

“`csharp
// C# 共変性 (out) – 戻り値の型として使用可能
IEnumerable