【Unity×C#】「readonly struct」の真の意味とは？ただの書き換え防止じゃない強力な仕組み

C#で開発していると、「構造体（struct）」という型と、「読み取り専用構造体（readonly struct）」という表記を目にすることがあります。

「読み取り専用ってだけでしょ？」「パフォーマンスが良くなるって本当？」

そんな疑問を持つ方のために、今回はまずstructとは何かから始めて、readonly struct が安全性とパフォーマンスの両面でどれだけ重要かを、丁寧に解説していきます。

structの基本

そもそも struct とは？

C#には2つの基本的なデータ型があります。
参照型（class）と値型（struct）です。

class は、実体はメモリの別の場所（ヒープ）に置かれ、変数にはその場所を指し示す参照（ポインタのようなもの）が入ります。

// class（参照型）
public class Person
{
    public string Name;
}

var personA = new Person { Name = "Alice" };
var personB = personA;        // 参照がコピーされる

personB.Name = "Bob";
Console.WriteLine(personA.Name); // → Bob（personBを変えたのにpersonAも変わる）

ここで重要なのは、personB = personA のような代入では、中身そのものはコピーされておらず、参照先の「アドレス（ポインタ）」だけが複製されたという点です。
だからどちらの変数からも同じPersonインスタンスを操作してしまうことになります。

struct は、変数自体が実体そのものを持ちます。他の変数に代入すると、中身が複製されます（＝実体のコピー）。

// struct（値型）
public struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}

var pointA = new Point { X = 1, Y = 2 };
var pointB = pointA;          // 実体がコピーされる

pointB.X = 100;
Console.WriteLine(pointA.X);  // → 1（pointAとpointBは別物）

Point のような構造体（値型）は、代入のたびに中身が完全にコピーされる（別物が複製される）ため、後から一方を変更してももう一方には影響がありません。

🧱 structは「軽くて独立した値」を表すのに適している

C#では、短命で軽量なデータ（たとえば座標、色、サイズなど）を表現したいときに struct を使います。
ただし、値がコピーされる（＝複製される）性質を持つため、うっかり書き換えをすると「えっ、変わってない？」というトラブルに繋がることもあります。

そこで登場するのが、readonly struct です。

readonly structとは？

readonly struct は、その構造体が絶対に書き換わらないことをC#コンパイラに保証させるための宣言です。

たとえばこんなコード。

public readonly struct Position
{
    public int X { get; }
    public int Y { get; }

    public Position(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }
}

このように readonly をつけると、

• フィールドやプロパティがすべて読み取り専用でなければならない
• 外部からの書き換えも、内部からの書き換えも不可能になる

つまり「イミュータブル（不変）な値オブジェクト」として設計できるわけです。

⚠️ readonly structの値を変えようとすると？

以下のように、読み取り専用のフィールドを変更しようとするとエラーになります。

var p = new Position(1, 2);
p.X = 10;  // コンパイルエラー

これは readonly によって「この構造体は絶対に変更してはならない」と明示されているためです。

一度生成したら中身を変えない。
これが readonly struct の基本思想です。

パフォーマンスにも効果あり！

readonly struct は単なる「書き換え禁止マーク」ではありません。
C#のコンパイラやJIT（実行時コンパイラ）に「これは安全だからコピーを減らしていいよ」と伝える働きもあります。

通常の struct はメソッド内でフィールドにアクセスしたりプロパティを使うだけで、勝手にコピー（複製）が発生してしまうことがあります。
これは、構造体がメモリの別の場所にあるかもしれないとき、安全のためにコピーしてから使う設計になっているためです。

しかし readonly struct なら「どうせ絶対に中身は変わらない」と確定しているので、不要なコピー処理が最適化によって省かれる可能性が高まります。
つまり、速くて軽いコードが書けるようになるというわけです。

書き換えられるstructは避けるべき？

これはC#界隈では「ほぼYES」だそうです。

public struct Counter
{
    public int Count;

    public void Increment()
    {
        Count++;
    }
}

このような「書き換える構造体」は、たとえば List<Counter> などに入れて操作すると、コピーに対して操作してしまい、リスト中のデータが変わっていないということが簡単に起きます。この使い方は完全に禁忌です。

C#において、構造体は「読み取り専用」である前提の設計が基本。
「値を変えたいならclassにすべき」とよく言われるのはこのためです。

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まとめ：readonly structは明確な意図とメリットを持った設計

• readonly struct は「変更禁止」＋「パフォーマンス改善」のダブル効果を持つ
• 構造体は値型。代入や引数渡しで中身がコピー（複製）されるため、意図せぬ変更が発生しやすい
• readonly にすることで、不変性が保証され、安全性も速度もアップ
• 「変更が必要」なら、それは class を使うべき設計のサイン

特にUnityなどのゲーム開発では、パフォーマンスや明快なデータ構造が求められる場面が多いため、
「迷ったらreadonly struct」→「変更したいならclass」という指針は非常に有効です。