【C#】今さら聞けない！ListのAddとAppendの本質的な違い

こんにちは！

プログラミングをしていると、コレクション操作は避けて通れないもの。特にC#のListクラスは頻繁に使用するデータ構造ですよね。

Listの要素を追加するときAdd()とAppend()、どっちを使えばいいんだろう…

この2つのメソッドの違いって何なんだろう？

パフォーマンスに影響があるのかな…

もしかすると、そんな疑問を抱えているかもしれませんね。

この記事では、C#のListコレクションにおけるAddメソッドとAppendメソッドの違いから、それぞれの特徴、使い分け方、そしてパフォーマンスへの影響までを詳しく解説していきます。

この記事は、以下のような方におすすめです。

この記事を読めば、C#のListクラスにおけるAddとAppendの違いがはっきりとわかるだけでなく、どのような場面でどちらを使うべきか具体的な判断基準を得られるようになります。さらに、コレクション操作のパフォーマンスを向上させるコツまで余すことなくお伝えします。

「C#でより効率的なコードを書きたい！」「ListのAdd()とAppend()の違いをしっかり理解したい！」と少しでも考えているあなたは、ぜひ最後まで読んでください。

それでは、順を追って詳しく見ていきましょう！

C#のListクラスとは

まず、AddメソッドとAppendメソッドの違いを理解する前に、C#のListクラスについて簡単におさらいしましょう。

Listクラスの基本

Listクラスは、C#のSystem.Collections.Generic名前空間に含まれるジェネリックコレクションで、配列と似ていますが、サイズが動的に変更できる点が大きな特徴です。

データ構造としては、内部的に配列を使用しており、要素の追加や削除に応じて自動的にサイズが調整されます。これにより、プログラマーは配列のサイズを事前に決める必要がなく、より柔軟にデータを扱うことができます。

一般的なListの宣言と初期化は、以下のように行います。

// 空のリストを作成
List<int> numbers = new List<int>();

// 要素を持つリストを初期化
List<string> fruits = new List<string> { "りんご", "バナナ", "オレンジ" };

Listクラスは、C#のコレクションの中でも最も頻繁に使用されるデータ構造の一つであり、様々なメソッドが用意されています。その中でも、要素を追加するためのメソッドとして「Add」と「Append」があります。

AddメソッドとAppendメソッドの基本的な違い

それでは本題に入り、AddメソッドとAppendメソッドの違いについて詳しく見ていきましょう。

Addメソッドとは

Addメソッドは、Listクラスの標準的なメソッドで、リストの末尾に単一の要素を追加するために使用されます。

基本的な使用方法は以下の通りです。

List<int> numbers = new List<int>();
numbers.Add(1);  // リストに「1」を追加
numbers.Add(2);  // リストに「2」を追加
// 結果: numbers = [1, 2]

Addメソッドは、Listクラスが実装しているICollection<T>インターフェースのメソッドであり、C#の最初のバージョンからListクラスに含まれている基本的なメソッドです。

Appendメソッドとは

一方、Appendメソッドは、実はListクラスの直接のメソッドではありません。これはSystem.Linq名前空間のExtension Method（拡張メソッド）として提供されています。

基本的な使用方法は以下の通りです。

using System.Linq;  // 必要なusing宣言

// 既存のシーケンス
IEnumerable<int> numbers = new[] { 1, 2, 3 };

// Appendを使って新しいシーケンスを作成
// 元のシーケンスは変更されない
IEnumerable<int> newNumbers = numbers.Append(4);
// 結果: newNumbers = [1, 2, 3, 4], numbers = [1, 2, 3]

// 最終的にListが必要な場合はToListを使用
List<int> numbersList = newNumbers.ToList();

このように、Appendメソッドは元のコレクションを変更せず、新しいシーケンスを返します。そして、実はIEnumerable<T>インターフェース上の拡張メソッドであるため、ListだけでなくIEnumerableを実装した様々なコレクションに対して使用できます。

基本的な違いのまとめ

AddメソッドとAppendメソッドの基本的な違いを表にまとめると、以下のようになります。

これらの違いを理解することで、それぞれのメソッドの特性と適切な使用場面が見えてきます。

パフォーマンスの違い

C#のプログラミングにおいて、パフォーマンスは非常に重要な要素です。AddメソッドとAppendメソッドはパフォーマンス面でも大きな違いがあります。

Addメソッドのパフォーマンス特性

Addメソッドは以下のような特性を持っています。

例えば、大量の要素を追加する場合は、以下のようにCapacityを事前に設定することでパフォーマンスが向上します。

// 1000個の要素を追加する予定があるとき
List<int> numbers = new List<int>(1000);  // 容量を事前に確保
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
  numbers.Add(i);  // リサイズが発生しないので効率的
}

Appendメソッドのパフォーマンス特性

対照的に、Appendメソッドは以下のような特性を持っています。

Appendメソッドは、特にLINQクエリの一部として使用する場合に威力を発揮します。

// LINQクエリの一部としてAppendを使用する例
var result = Enumerable.Range(1, 10)
                     .Where(n => n % 2 == 0)
                     .Append(100)  // 末尾に100を追加
                     .ToList();
// 結果: [2, 4, 6, 8, 10, 100]

パフォーマンス比較実験

以下に、AddメソッドとAppendメソッドのパフォーマンスを比較する簡単な実験コードを示します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;

class Program
{
  static void Main()
  {
    const int count = 100000;

    // Addメソッドの計測
    Stopwatch swAdd = Stopwatch.StartNew();
    List<int> listAdd = new List<int>(count);
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
      listAdd.Add(i);
    }
    swAdd.Stop();

    // Appendメソッドの計測
    Stopwatch swAppend = Stopwatch.StartNew();
    List<int> listAppend = new List<int>();
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
      listAppend = listAppend.Append(i).ToList();
    }
    swAppend.Stop();

    Console.WriteLine($"Add: {swAdd.ElapsedMilliseconds}ms");
    Console.WriteLine($"Append: {swAppend.ElapsedMilliseconds}ms");
  }
}

この実験を実行すると、通常はAddメソッドの方が大幅に高速であることが分かります。これは、Appendメソッドが毎回新しいシーケンスを作成し、さらにToList()を呼び出して新しいListを生成するためです。

使い分けのポイント

では、実際にAddメソッドとAppendメソッドをどのように使い分ければよいのでしょうか。以下にいくつかのポイントをまとめます。

Addメソッドを使うべき場面

以下のような場合は、Addメソッドの使用をおすすめします。

例えば、以下のようなコードは、Addメソッドが適しています。

List<string> names = new List<string>();
names.Add("田中");
names.Add("佐藤");
names.Add("鈴木");
// 結果: names = ["田中", "佐藤", "鈴木"]

Appendメソッドを使うべき場面

一方、以下のような場合は、Appendメソッドの使用が適しています。

例えば、以下のようなLINQクエリの一部としてAppendメソッドを使用するケースは理想的です。

var numbers = Enumerable.Range(1, 5);  // 1から5までの数値シーケンス
var result = numbers
  .Where(n => n % 2 == 0)  // 偶数のみフィルタリング
  .Append(10)  // 末尾に10を追加
  .OrderByDescending(n => n)  // 降順にソート
  .ToList();
// 結果: [10, 4, 2]

使い分けのまとめ

以下の表では、使い分けのポイントを簡潔にまとめています。

拡張機能：AddRangeとConcatの比較

ここまでAddメソッドとAppendメソッドの違いについて見てきましたが、複数の要素を一度に追加する場合の方法についても触れておきます。

AddRangeメソッド

Listクラスには、複数の要素を一度に追加するためのAddRangeメソッドが用意されています。

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3 };
numbers.AddRange(new[] { 4, 5, 6 });
// 結果: numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]

AddRangeメソッドは、Add()メソッドを複数回呼び出すよりも効率的です。内部でリサイズが最小限に抑えられるためです。

Concatメソッド

一方、LINQのConcatメソッドは、2つのシーケンスを連結して新しいシーケンスを返します。これはAppendメソッドと同じく、元のコレクションを変更せずにイミュータブルな操作を提供します。

// 2つのシーケンスを準備
IEnumerable<int> firstSequence = new[] { 1, 2, 3 };
IEnumerable<int> secondSequence = new[] { 4, 5, 6 };

// Concatで2つのシーケンスを連結（元のシーケンスは変更されない）
IEnumerable<int> combinedSequence = firstSequence.Concat(secondSequence);
// 結果: combinedSequence = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
// firstSequence, secondSequenceは変更されていない

// LINQクエリの中でConcatを使う例
var result = firstSequence
  .Where(n => n % 2 == 1)  // 奇数のみフィルタリング
  .Concat(secondSequence.Where(n => n % 2 == 0))  // 偶数のみフィルタリングしたシーケンスと連結
  .OrderBy(n => n)  // 昇順にソート
  .ToList();
// 結果: result = [1, 3, 4, 6]

Concatメソッドは、特にLINQクエリの一部として使用する場合に真価を発揮します。複数のデータソースを結合したり、フィルタリングしたりする複雑なデータ操作が、シンプルかつ読みやすく表現できます。

AddRangeとConcatの比較

以下の表では、AddRangeメソッドとConcatメソッドの主な違いをまとめています。

Add/AppendとAddRange/Concatの選択は、単一要素の追加か複数要素の追加かによって決まることが多いです。

キャリア形成/給与還元
ひとつひとつ真摯に向き合う企業

株式会社 ONE WEDGEでは、新たな仲間を募集しています！

私たちと一緒に、革新的で充実したキャリアを築きませんか？
当社は、従業員が仕事と私生活のバランスを大切にできるよう、充実した福利厚生を整えています。

• 完全週休2日制（土日休み）で、祝日や夏季休暇、年末年始休暇もしっかり保証！
• 様々な休暇制度（有給、慶弔、産前・産後、育児、バースデー休暇、有給6日取得で特別休暇付与）を完備！
• 従業員の成長と健康を支援するための表彰制度、資格取得支援、健康促進手当など！
• 生活を支えるテレワーク手当、記事寄稿手当、結婚祝金・出産祝金など、様々な手当を提供！
• 自己啓発としての書籍購入制度や、メンバー間のコミュニケーションを深める交流費補助！
• 成果に応じた決算賞与や、リファラル採用手当、AI手当など、頑張りをしっかり評価！
• ワークライフバランスを重視し、副業もOK！

株式会社 ONE WEDGEでは、一人ひとりの従業員が自己実現できる環境を大切にしています。
共に成長し、刺激を与え合える仲間をお待ちしております。
あなたの能力と熱意を、ぜひ当社で発揮してください。
ご応募お待ちしております！

ホームページ、採用情報は下記ボタンからご確認ください！

ホームページ

　採用情報　

会社のことがわかるおすすめ記事

• ONE WEDGE 代表インタビュー
• ONE WEDGEってどんな会社？
• ONE WEDGEで働く社員
• ONE WEDGEのイベント情報

応募、ご質問など、LINEでお気軽にご相談ください♪

まとめ

ここまで、C#のListクラスにおけるAddメソッドとAppendメソッドの違いについて詳しく解説してきました。改めて、重要なポイントをおさらいしましょう。

C#プログラミングの効率化は、これらのメソッドを適切に使い分けることで大きく向上します。ぜひこの記事で学んだ知識を実際のコーディングに活かして、より効率的で読みやすいコードを書いていってください！