C# プロポーザル: 判別共用体

C# 機能の “聖杯” は何年も議論されてきました。OneOf のようなサードパーティライブラリや冗長なクラス階層に頼ってきた長い年月の後、ついに将来のバージョンの C# で 判別共用体 (Discriminated Unions, DUs) がネイティブにサポートされそうです。

問題: “いずれか” を表現する

ある関数で、汎用の Success 結果 または 特定の Error を返したいとき、選択肢はどれもよくありませんでした。

1. 例外を投げる (制御フローとしてはコストが高い)。
2. object を返す (型安全性が失われる)。
3. クラス階層を使う (冗長で、他の継承者も許してしまう)。

解決策: union 型

このプロポーザルでは union キーワードが導入され、コンパイラがすべての可能なケースを把握している閉じた型階層を定義できるようになります。

// Define a union
public union Result<T>
{
    Success(T Value),
    Error(string Message, int Code)
}

これは内部的に高度に最適化された構造体レイアウトを生成し、Rust の enum の動作に似ています。

網羅的なパターンマッチング

DUs の真の力は、それらを利用するときに発揮されます。switch 式は 網羅的 でなければなりません。ケースを忘れるとコードはコンパイルされません。

public string HandleResult(Result<int> result) => result switch
{
    Result.Success(var val) => $"Got value: {val}",
    Result.Error(var msg, _) => $"Failed: {msg}",
    // Compiler Error: No default case needed, but all cases must be covered!
};

なぜ重要なのか

採用されれば、この機能は .NET におけるエラー処理を根本から変えるでしょう。クラス割り当てによるランタイムオーバーヘッドや複雑な visitor パターンによる認知的負荷なしに、ドメインの状態 (たとえば Loading, Loaded, Error) を正確にモデル化できるようになります。