第27章：Prototype ②：C#らしく（record + with）🧾

第27章. Prototype ②：C#らしく（record + with）

ねらい 🎯

「テンプレ（原型）からコピーして、ちょっとだけ変更✨」を C#のrecord + with で気持ちよく書けるようにするよ〜😺
Prototypeのキモである “コピーの境界（浅い/深い）” を、まずは安全側で体験するよ⚠️
Visual Studioで「recordが裏で何を生成してるか」も、チラ見して納得するよ👀🔍

※ここは 言語機能（record/with）の安定した仕様が中心だよ。細部の最新差分は、Visual StudioのF1（ドキュメント）で最終確認してね📚✨

到達目標 ✅

recordが「値っぽい比較（Equals）」をしてくれる理由を説明できる🙂
withで「コピー＋変更」を作れて、元が変わらないことをテストで確認できる🧪
「recordにListを入れると危ない😵」が体験できて、**安全な選択肢（Immutable系/コピー）**を選べる🛡️

手順 🧭

1) Prototypeを`record`でやると気持ちいい場面を選ぶ 🧩✨

Prototypeは「同じ初期形を量産する」パターンだよ🧬 C#で相性がいいのは、こういう“テンプレ/下書き”👇

注文の下書き OrderDraft（まだID確定してない）🛒
画面入力の入力途中 FormDraft 📝
設定テンプレ EmailTemplate ✉️

逆に、**IDで同一性が決まる“エンティティ”**は record だと事故りやすい（後で説明するね）⚠️

2) `record`の超ざっくり感覚をつかむ 🧠🌸

recordは「データの中身が同じなら同じ扱い」に寄せた型だよ🙂 ふつうのclassは「同じ参照なら同じ扱い」になりがちだけど、recordは 中身でEquals してくれるのが大きい✨

record class：参照型（でもEqualsは中身寄り）
record struct：値型（小さめの値オブジェクトに便利）

3) `with`は「コピーして、指定したところだけ差し替え」🔁✨

withはこういうイメージだよ👇

元をコピーする（複製）
{ ... }で書いたプロパティだけ上書きする

だから「テンプレから派生版を作る」がめっちゃ得意😺

4) まずは“安全寄り”の例：Immutableでコピー事故を減らす 🛡️🍀

List<T>みたいな可変コレクションは、withしても参照が共有されやすくて危ない😵 なのでここでは Immutable（不変） を使って安全にいくよ✨（定番の選択肢！）

using System;
using System.Collections.Immutable;

public enum NotificationPreference
{
    None,
    Email
}

public readonly record struct Money(decimal Amount)
{
    public static Money Jpy(decimal amount) => new(amount);
}

public sealed record OrderLine(string Sku, int Quantity, Money UnitPrice);

public sealed record OrderDraft(
    string CustomerEmail,
    ImmutableArray<OrderLine> Lines,
    Money ShippingFee,
    NotificationPreference Notification
)
{
    // 位置引数recordでも、こういう“コンパクトコンストラクタ”で不変条件チェックできるよ🛡️
    public OrderDraft
    {
        if (string.IsNullOrWhiteSpace(CustomerEmail))
            throw new ArgumentException("CustomerEmail is required.", nameof(CustomerEmail));

        if (ShippingFee.Amount < 0)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(ShippingFee), "ShippingFee must be >= 0.");
    }
}

✅ 使ってみよう（テンプレ→派生）✨

using System.Collections.Immutable;

var baseDraft = new OrderDraft(
    CustomerEmail: "a@example.com",
    Lines: ImmutableArray.Create(
        new OrderLine("SKU-APPLE", 1, Money.Jpy(1200m))
    ),
    ShippingFee: Money.Jpy(500m),
    Notification: NotificationPreference.Email
);

// 送料だけ無料にした“派生版”を作る🎁
var freeShippingDraft = baseDraft with
{
    ShippingFee = Money.Jpy(0m)
};

// 行を追加した“派生版”を作る🍎➕🍌
var addOneMoreDraft = baseDraft with
{
    Lines = baseDraft.Lines.Add(new OrderLine("SKU-BANANA", 2, Money.Jpy(300m)))
};

ポイント💡

baseDraftはそのまま残る（元は変わらない）🙂
withは「派生版を作る」感覚で使える✨

5) Visual Studioで「`record`が生成したもの」をチラ見する👀🔍

“読む”と理解が一段深くなるよ〜📚✨

recordの型名にカーソル置いて F12（定義へ移動）
Object Browser や IntelliSense で生成メンバーを眺める
「Equals」「GetHashCode」「（型によっては）Deconstruct」あたりが見えるはず🙂

ここで狙うのは「えっ、recordって勝手に色々用意してくれるんだ！」の納得感だよ😺✨

6) “浅いコピー事故”をわざと起こしてみる（超大事）⚠️🧪

withは万能な“深いコピー機”ではないよ😵 可変な参照型メンバー（List<T>など）は共有されやすい！

まずは危ない例👇

using System.Collections.Generic;

public sealed record BadDraft(List<string> Tags);

using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;
using System.Collections.Generic;

[TestClass]
public class PrototypeWithRecordTests
{
    [TestMethod]
    public void With_shares_reference_members_when_they_are_mutable()
    {
        var original = new BadDraft(new List<string> { "A" });
        var copy = original with { }; // 見た目はコピーだけど…👀

        copy.Tags.Add("B"); // copyをいじったつもり😇

        // originalも増えてしまう😵（参照が共有されてるから）
        CollectionAssert.AreEqual(new[] { "A", "B" }, original.Tags);
    }
}

✅ 対策は2つ（定番）🛡️✨

(A) Immutable系にする（おすすめ！）
(B) コピーして渡す（ToList()など）

さっきのImmutableArrayの例は(A)だよ🙂

よくある落とし穴 🕳️⚠️

recordを「IDで同一性が決まるエンティティ」に使って、Equalsが期待とズレる😵
- 例：Order（注文）そのものをrecordにすると「中身が同じなら同一扱い」になりがちで危険
- 代わりに、テンプレ/下書き/値オブジェクトに寄せるのが安全🙂
with＝深いコピーだと思い込む（特にListで爆発）💥
record structに“でかいデータ”を入れて、コピーコストが増える📦💦
- 値型はコピーが起きやすいから、小さめの値（Moneyとか）向きだよ🙂
MemberwiseCloneに手を出して「コピーできた気」になる（でも浅い）😇
- ここは注意喚起だけ！本格的には次章で⚠️

ミニ演習（10〜30分）✍️🌼

演習1：`with`で派生版を3つ作る🎨✨

baseDraftから
1. 送料0円
2. 通知OFF
3. 行を1つ追加の3パターンを作ってみてね🙂

チェック用に「元が変わってない」テストも書こう🧪✨

[TestMethod]
public void With_creates_variants_without_mutating_original()
{
    var baseDraft = new OrderDraft(
        CustomerEmail: "a@example.com",
        Lines: ImmutableArray.Create(new OrderLine("SKU-APPLE", 1, Money.Jpy(1200m))),
        ShippingFee: Money.Jpy(500m),
        Notification: NotificationPreference.Email
    );

    var variant = baseDraft with { ShippingFee = Money.Jpy(0m) };

    Assert.AreEqual(Money.Jpy(500m), baseDraft.ShippingFee);
    Assert.AreEqual(Money.Jpy(0m), variant.ShippingFee);
}

演習2：わざと`List`で事故らせて、Immutableで直す⚠️➡️🛡️

BadDraftのテストを通して「なるほど…😵」を体験
Tagsを ImmutableArray<string>（またはImmutableList<string>）に置き換えて、同じ事故が起きない形に修正✨

演習3：便利メソッドを“汎用化しすぎず”に1個だけ作る🔧🙂

OrderDraftに「行を追加した派生を返す」だけのメソッドを追加してみてね👇

public sealed record OrderDraft(/* 省略 */)
{
    public OrderDraft AddLine(OrderLine line) =>
        this with { Lines = Lines.Add(line) };
}

自己チェック ✅🧠

recordがclassと違うのは「何でEqualsするか」を説明できる？🙂
withが作るのは 新しいインスタンスで、元は基本変わらない…って言える？🔁✨
List<T>をrecordに入れると危ない理由を、テストで見せられる？⚠️🧪

ねらい 🎯​

到達目標 ✅​

手順 🧭​

1) Prototypeをrecordでやると気持ちいい場面を選ぶ 🧩✨​

2) recordの超ざっくり感覚をつかむ 🧠🌸​

3) withは「コピーして、指定したところだけ差し替え」🔁✨​

4) まずは“安全寄り”の例：Immutableでコピー事故を減らす 🛡️🍀​

5) Visual Studioで「recordが生成したもの」をチラ見する👀🔍​

6) “浅いコピー事故”をわざと起こしてみる（超大事）⚠️🧪​

よくある落とし穴 🕳️⚠️​

ミニ演習（10〜30分）✍️🌼​

演習1：withで派生版を3つ作る🎨✨​

演習2：わざとListで事故らせて、Immutableで直す⚠️➡️🛡️​

演習3：便利メソッドを“汎用化しすぎず”に1個だけ作る🔧🙂​

自己チェック ✅🧠​