C#のswitch文とswitch式：効率的な多分岐処理の書き方

2025年11月3日

多分岐処理と`switch`文

if-else if-else構文は、複数の条件を順番に評価して処理を分岐させる強力な手段です。しかし、単一の変数が多数の特定の値のどれと一致するかを判定する場合、if-else ifを連鎖させるとコードが冗長になり、可読性が低下することがあります。

このような「一つの式」に基づいた多分岐処理を、よりクリーンかつ効率的に記述するために、C#にはswitch文が用意されています。

この記事では、伝統的なswitch文の構文から、C#の機能として追加された「switch式」までを解説します。

伝統的な`switch`文

switch文は、括弧内の式（変数など）を評価し、その結果がcaseラベルの値と一致する場合に、そのcaseブロック内の処理を実行します。

`switch`文の基本構文

switch (評価する式)
{
    case 値1:
        // 値1 と一致した場合の処理
        break; // switch文を抜ける
        
    case 値2:
        // 値2 と一致した場合の処理
        break;

    default:
        // どの case にも一致しなかった場合の処理
        break;
}

`switch`文の重要なルール

breakが必須: C#のswitch文では、各caseブロックの最後にbreak;（またはreturnなど、処理を抜けるステートメント）を記述することが原則として必須です。breakを書き忘れるとコンパイルエラーになります（意図的なフォールスルーは例外的な書き方でのみ可能です）。
defaultブロック: defaultブロックはオプションですが、どのcaseにも一致しなかった場合の処理を定義するために使用されます。if-else構文の最後のelseに相当します。

コード例：HTTPステータスコードの判定

int型のHTTPステータスコードに応じて、異なるメッセージをコンソールに出力する例です。

using System;

public class SwitchStatementExample
{
    public static void Main()
    {
        int httpStatusCode = 404;
        string statusMessage = "";

        // 伝統的な switch 文
        switch (httpStatusCode)
        {
            case 200:
                statusMessage = "OK: 成功しました。";
                break;

            case 400:
                statusMessage = "Bad Request: リクエストが無効です。";
                break;
                
            case 404:
                statusMessage = "Not Found: リソースが見つかりません。";
                break;

            case 500:
                statusMessage = "Internal Server Error: サーバー内部エラー。";
                break;

            default:
                statusMessage = $"Unknown: 不明なステータスコード ({httpStatusCode}) です。";
                break;
        }

        Console.WriteLine(statusMessage);
    }
}

出力結果:

Not Found: リソースが見つかりません。

C# 7.0以降の `switch`文（パターンマッチング）

C# 7.0以降、switch文は機能強化され、単なる定数値との比較（case 404:）だけでなく、when句を使った追加の条件（パターンマッチング）も指定できるようになりました。

`when`句の使用例

caseで大まかな型や値を指定し、whenで詳細な条件を指定できます。

using System;

public class SwitchWhenExample
{
    public static void Main()
    {
        // 400番台だが 404 ではないコード
        int httpStatusCode = 403; 
        string statusCategory = "";

        switch (httpStatusCode)
        {
            case 200:
                statusCategory = "Success (成功)";
                break;

            // 404 は個別に処理
            case 404:
                statusCategory = "Not Found (特例)";
                break;

            // 400番台（400～499）のクライアントエラー
            // 404 は上で処理済み
            case int code when (code >= 400 && code < 500):
                statusCategory = "Client Error (クライアントエラー)";
                break;

            // 500番台（500～599）のサーバーエラー
            case int code when (code >= 500 && code < 600):
                statusCategory = "Server Error (サーバーエラー)";
                break;

            default:
                statusCategory = "Other";
                break;
        }

        Console.WriteLine($"コード: {httpStatusCode}, 分類: {statusCategory}");
    }
}

出力結果:

コード: 403, 分類: Client Error (クライアントエラー)

C# 8.0以降の `switch`式（Switch Expressions）

C# 8.0では、switchの機能が「式（Expression）」として使用できるようになりました。switch文が「処理を実行する」ものであったのに対し、switch式は「値を返す」ものです。

これにより、先ほどのHTTPステータスコードの例は、はるかに簡潔に記述できます。

`switch`式の構文

var 変数 = 評価する式 switch
{
    パターン1 => 返す値1,
    パターン2 => 返す値2,
    _         => デフォルトで返す値 // default の代わり
};

`switch`式のコード例

switch式は、C# 9.0で導入された関係パターン（>=, <など）と組み合わせることで、非常に強力になります。

using System;

public class SwitchExpressionExample
{
    public static void Main()
    {
        int httpStatusCode = 503;

        // switch 式 を使って値を直接 statusCategory 変数に代入する
        string statusCategory = httpStatusCode switch
        {
            // C# 9.0 (関係パターン)
            200 or 201         => "Success",
            >= 300 and < 400 => "Redirection",
            404                => "Not Found",
            >= 400 and < 500 => "Other Client Error",
            >= 500             => "Server Error",
            
            // _ は default に相当 (どのパターンにも一致しない場合)
            _                  => "Unknown"
        };

        Console.WriteLine($"コード: {httpStatusCode}, 分類: {statusCategory}");
    }
}

出力結果:

コード: 503, 分類: Server Error

このswitch式は、breakが不要であり、各パターンが=>（アロー）を使って値を直接返すため、非常に直感的で簡潔なコードになります。

まとめ

switchは、単一の変数に基づく多分岐処理を実装するのに適しています。

伝統的なswitch文: caseとbreakを使用する基本的な構文です。
when句: C# 7.0以降、caseに詳細な条件を追加できます。
switch式: C# 8.0以降、switchを「値を返す式」として使用でき、C# 9.0の関係パターンと組み合わせることで、if-else ifよりもはるかに簡潔に範囲判定などを記述できます。