【C#】IEquatableを実装して自作クラスの等価判定を定義する

2025年12月7日

C#において、自作したクラス（参照型）をコレクション（ListやHashSetなど）で扱う際、意図した通りに「等しい」と判定されないことがあります。これは、クラスのデフォルトの比較動作が「値（プロパティ）の一致」ではなく「参照（メモリアドレス）の一致」に基づいているためです。

HashSet<T>で重複を排除したり、List<T>.Containsメソッドで正しく検索を行ったりするためには、IEquatable<T>インターフェイスを実装し、適切な等価判定ロジックを定義する必要があります。

ここでは、倉庫管理システムにおける「在庫アイテム」を題材に、値に基づいて等しさを判定するクラスの実装方法を解説します。

IEquatable<T>の実装が必要な理由

通常、classで定義されたオブジェクトは、newで生成されるたびに異なるメモリ領域確保されるため、たとえプロパティの値がすべて同じであっても「別のオブジェクト」として扱われます。

IEquatable<T>を実装し、EqualsメソッドとGetHashCodeメソッドをオーバーライドすることで、開発者が定義したルール（例：商品コードとロット番号が同じなら等しい）に基づいてオブジェクトを同一視できるようになります。特にHashSet<T>やDictionary<TKey, TValue>のキーとしてオブジェクトを使用する場合、この実装は必須です。

実践的なコード例：在庫アイテムの重複排除

以下のコードは、商品コードとロット番号を持つInventoryItemクラスを定義し、その等価性を定義する例です。リストに同じデータを持つ別インスタンスを追加しても、HashSetによって重複が正しく排除される様子を確認できます。

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace WarehouseManagement
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            // HashSetを使用して、重複するアイテムを自動的に排除するコレクションを作成
            var uniqueInventory = new HashSet<InventoryItem>();

            // 1. 商品A (ロット101) を追加
            uniqueInventory.Add(new InventoryItem("PROD-A", 101));

            // 2. 商品A (ロット101) を再度追加
            // 参照は異なりますが、値が等しいためHashSetにより追加が無視されます。
            bool isAdded = uniqueInventory.Add(new InventoryItem("PROD-A", 101));
            Console.WriteLine($"重複データの追加結果: {isAdded}"); // False

            // 3. 商品A (ロット102) を追加
            // ロット番号が異なるため、別のアイテムとして追加されます。
            uniqueInventory.Add(new InventoryItem("PROD-A", 102));

            // 結果の出力
            Console.WriteLine("\n--- 在庫リスト ---");
            foreach (var item in uniqueInventory)
            {
                Console.WriteLine($"Code: {item.ProductCode}, Batch: {item.BatchNumber}");
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// 在庫アイテムを表すクラス
    /// IEquatable<T>を実装し、値による等価判定を提供します。
    /// </summary>
    public class InventoryItem : IEquatable<InventoryItem>
    {
        public string ProductCode { get; }
        public int BatchNumber { get; }

        public InventoryItem(string productCode, int batchNumber)
        {
            ProductCode = productCode;
            BatchNumber = batchNumber;
        }

        // --- IEquatable<T> の実装 ---

        /// <summary>
        /// 別の InventoryItem オブジェクトと等しいか判定します。
        /// </summary>
        public bool Equals(InventoryItem other)
        {
            // 1. 相手が null なら等しくない
            if (other is null) return false;

            // 2. 参照が同じなら（自分自身なら）等しい
            if (ReferenceEquals(this, other)) return true;

            // 3. 全ての重要なプロパティの値が一致しているか確認
            // 文字列比較には StringComparison.Ordinal などを指定するのが安全です
            return ProductCode.Equals(other.ProductCode, StringComparison.Ordinal) 
                && BatchNumber == other.BatchNumber;
        }

        // --- object のメソッドをオーバーライド ---

        /// <summary>
        /// オブジェクトとしての等価判定（非ジェネリック版）
        /// </summary>
        public override bool Equals(object obj)
        {
            // 型チェックを行い、InventoryItem型であればジェネリック版Equalsを呼び出す
            return Equals(obj as InventoryItem);
        }

        /// <summary>
        /// ハッシュコードの生成
        /// HashSetやDictionaryで使用される重要なメソッドです。
        /// </summary>
        public override int GetHashCode()
        {
            // モダンなC#では HashCode.Combine を使用して安全にハッシュを生成します。
            // これにより、ハッシュ衝突のリスクを低減できます。
            return HashCode.Combine(ProductCode, BatchNumber);
        }

        // 必須ではありませんが、== および != 演算子もオーバーロードするのが一般的です。
        public static bool operator ==(InventoryItem left, InventoryItem right)
        {
            if (left is null) return right is null;
            return left.Equals(right);
        }

        public static bool operator !=(InventoryItem left, InventoryItem right)
        {
            return !(left == right);
        }
    }
}

実行結果

重複データの追加結果: False

--- 在庫リスト ---
Code: PROD-A, Batch: 101
Code: PROD-A, Batch: 102

技術的なポイントと注意点

1. 3点セットでの実装

等価判定をカスタマイズする場合、原則として以下の3つをセットで実装します。

IEquatable<T>.Equals(T other) メソッド
object.Equals(object obj) メソッドのオーバーライド
object.GetHashCode() メソッドのオーバーライド

特に GetHashCode の実装を忘れると、HashSet や Dictionary が正しく動作しません（ハッシュコードが異なると、そもそも Equals による比較が行われないためです）。

2. HashCode.Combineの利用

古いコード例では XOR演算子（^）を使ってハッシュコードを作成する例が見られますが、これはハッシュ衝突（異なる値なのに同じハッシュ値になること）が発生しやすいため推奨されません。 .NET Core 2.1以降（および.NET Standard 2.1以降）では、HashCode.Combineメソッドを使用することで、高速かつ分散の良いハッシュコードを簡単に生成できます。

3. C# 9.0以降の record 型

もしクラスが「データの保持」のみを目的としており、不変（Immutable）でよいのであれば、classの代わりにrecord型を使用することを検討してください。record型は、上記のような等価判定ロジック（IEquatableの実装、Equals、GetHashCode、==演算子）をコンパイラが自動的に生成してくれるため、コード量を大幅に削減できます。