【C#】列挙型(enum)で複数の状態を管理する：Flags属性とビット演算の活用

2025年11月20日

列挙型で「複数の選択肢」を同時に扱う

通常、列挙型（enum）は「待機中」「実行中」「完了」のように、変数がいずれか一つの状態しか取らない場合に使用されます。

しかし、ファイルシステムの権限（読み取り、書き込み、実行）や、ユーザーの役割（管理者、編集者、閲覧者）のように、「読み取り」かつ「書き込み」ができる、といった複数の状態を組み合わせて持ちたい場合があります。

C#では、[Flags]属性とビット演算を利用することで、これを実現できます。この記事では、フラグとしての列挙型の定義と、ビット演算による操作方法について解説します。

Flags属性を使った列挙型の定義

複数のフラグを組み合わせるための列挙型を定義する際には、以下の2つの重要なルールがあります。

[Flags] 属性を付ける: これにより、ToString()メソッドが複数のフラグ名（例: "Read, Write"）をカンマ区切りで表示するようになります。
値に2のべき乗（1, 2, 4, 8…）を割り当てる: これにより、ビット演算で各フラグが重ならないようになります。

コード例：ユーザー権限の定義

ここでは、データベース操作の権限（CRUD）を管理するUserPrivileges列挙型を定義します。

using System;

// [Flags] 属性を付与する
[Flags]
public enum UserPrivileges
{
    // 0: なし
    None = 0,
    
    // 2進数でビットが重ならないように定義する
    // 1 << 0 は 1 (0b_0001)
    Create = 1 << 0, 
    
    // 1 << 1 は 2 (0b_0010)
    Read   = 1 << 1, 
    
    // 1 << 2 は 4 (0b_0100)
    Update = 1 << 2, 
    
    // 1 << 3 は 8 (0b_1000)
    Delete = 1 << 3,

    // よく使う組み合わせを定義することも可能
    // Create | Read | Update | Delete
    FullControl = Create | Read | Update | Delete
}

フラグの操作方法

定義したフラグ列挙型は、ビット演算子を使って組み合わせたり、判定したりします。

フラグの組み合わせ (OR演算 `|`)

複数の権限を付与するには、ビットごとのOR演算子 | を使用します。

public class FlagsExample
{
    public static void Main()
    {
        // "作成(Create)" と "読み取り(Read)" の権限を付与
        // 0001 | 0010 = 0011 (3)
        UserPrivileges manager = UserPrivileges.Create | UserPrivileges.Read;

        Console.WriteLine($"マネージャーの権限: {manager}");
        // 出力: Create, Read
        // ([Flags]がないと単に "3" と表示されてしまう)
    }
}

フラグの判定 (AND演算 `&` または `HasFlag`)

特定の権限を持っているかを確認するには、HasFlagメソッドを使用するのが最も現代的で読みやすい方法です。

内部的な動作としては、ビットごとのAND演算子 & を使用して「そのビットが立っているか」を確認しています。

    public static void CheckPrivileges()
    {
        var editor = UserPrivileges.Read | UserPrivileges.Update;

        // 1. HasFlag メソッドによる判定 (推奨)
        if (editor.HasFlag(UserPrivileges.Update))
        {
            Console.WriteLine("更新権限があります。(HasFlag)");
        }

        // 2. ビット演算 (&) による判定 (従来の書き方)
        // (editor & UserPrivileges.Delete) の結果が 0 でないか、
        // または対象のフラグと等しいかで判定する
        if ((editor & UserPrivileges.Delete) == UserPrivileges.Delete)
        {
            Console.WriteLine("削除権限があります。");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("削除権限はありません。");
        }
        
        // 「None (権限なし)」かどうかの判定
        var guest = UserPrivileges.None;
        if (guest == UserPrivileges.None)
        {
            Console.WriteLine("ゲストには権限がありません。");
        }
    }

フラグの削除 (ビット反転 `~` と AND演算 `&`)

特定の権限だけを取り消す（OFFにする）には、取り消したいフラグのビット反転（~）と、現在の状態とのAND（&）を取ります。

    public static void RemovePrivilege()
    {
        // フルコントロール権限
        var admin = UserPrivileges.FullControl;
        Console.WriteLine($"初期状態: {admin}"); // Create, Read, Update, Delete

        // 「削除(Delete)」権限だけを剥奪する
        // Delete のビットを反転(0)させ、それと AND を取ることで Delete だけが 0 になる
        admin = admin & ~UserPrivileges.Delete;

        Console.WriteLine($"削除権限剥奪後: {admin}"); // Create, Read, Update
    }