is / as / パターンマッチ

// 型を判定します（true/false）。
bool result = obj is Type;

// 型を判定して変数に代入します（パターン変数）。
if (obj is Type variable) { ... }

// 安全なキャストです（失敗すると null を返します）。
Type variable = obj as Type;

// switch 式によるパターンマッチングです。
string result = variable switch {
    Type1 v => ...,
    Type2 v when condition => ...,
    _ => defaultValue
};

Program.cs

using System;

// is で型判定します。
object value = "Hello";
if (value is string text)
{
    Console.WriteLine($"文字列: {text.ToUpper()}"); // HELLO
}

// as で安全にキャストします。
object number = 42;
string str = number as string; // 失敗してもクラッシュしません。
Console.WriteLine(str == null ? "変換失敗" : str); // 変換失敗

// switch 式でパターンマッチングします。
object[] testData = { 42, "abc", 3.14, true, null };
foreach (object item in testData)
{
    string description = item switch
    {
        int n when n > 100 => $"大きな整数: {n}",
        int n => $"整数: {n}",
        string s => $"文字列: {s}",
        double d => $"小数: {d}",
        bool b => $"真偽値: {b}",
        null => "null です",
        _ => "不明な型"
    };
    Console.WriteLine(description);
}

dotnet script is_as_pattern_match.csx
文字列: HELLO
変換失敗
整数: 42
文字列: abc
小数: 3.14
真偽値: True
null です

基底クラスのコレクションに格納された派生クラスを、パターンマッチングで型ごとに処理するパターンです。

PatternDispatch.cs

using System;
using System.Collections.Generic;

// メンバーの基底クラスです。
abstract class Member
{
    public string Name { get; init; }
}

class Worker : Member
{
    public int Score { get; init; }
}

class Client : Member
{
    public bool HasFlag { get; init; }
}

class External : Member
{
    public int RemainingQuota { get; init; }
}

// メンバーリストを作成します。
List<Member> members = new()
{
    new Worker { Name = "user_1", Score = 210 },
    new Client { Name = "user_2", HasFlag = true },
    new External { Name = "user_3", RemainingQuota = 99999 },
    new Worker { Name = "user_4", Score = 190 },
    new Client { Name = "user_5", HasFlag = true },
};

// パターンマッチングで型ごとに処理します。
foreach (Member m in members)
{
    string info = m switch
    {
        Worker w when w.Score >= 200 => $"[上級/担当者] {w.Name} (Score: {w.Score})",
        Worker w => $"[担当者] {w.Name} (Score: {w.Score})",
        Client cl when cl.HasFlag => $"[顧客/フラグあり] {cl.Name}",
        Client cl => $"[顧客] {cl.Name}",
        External ex => $"[外部] {ex.Name} (残枠: {ex.RemainingQuota})",
        _ => $"[不明] {m.Name}"
    };
    Console.WriteLine(info);
}

dotnet script pattern_dispatch.csx
[上級/担当者] user_1 (Score: 210)
[顧客/フラグあり] user_2
[外部] user_3 (残枠: 99999)
[担当者] user_4 (Score: 190)
[顧客/フラグあり] user_5

C# 8 以降のプロパティパターンを使うと、オブジェクトのプロパティ値に基づいてマッチングできます。

PropertyPattern.cs

using System;

record Record(string Owner, bool Active, int PageCount);

// レコードの状態に応じてメッセージを返します。
static string DescribeRecord(Record record) => record switch
{
    { Owner: "user_1", Active: true } => "メインレコード: 使用中（所有者: user_1）",
    { Owner: "user_2", PageCount: > 0  } => $"参照レコード: {record.PageCount}ページ",
    { Active: false }                        => $"{record.Owner}のレコード: 完了済み",
    _ => $"{record.Owner}のレコード"
};

var records = new[]
{
    new Record("user_1", true, 50),
    new Record("user_2", true, 200),
    new Record("user_3", false, 0),
    new Record("user_4", true, 30),
};

foreach (var record in records)
    Console.WriteLine(DescribeRecord(record));

dotnet script property_pattern.csx
メインレコード: 使用中（所有者: user_1）
参照レコード: 200ページ
user_3のレコード: 完了済み
user_4のレコード

よくあるミス1: as を使った後に null チェックをしない

『as』でキャスト失敗すると null を返しますが、その後に null チェックせずにメンバーアクセスすると NullReferenceException が発生します。

using System;

object obj = 42;

// NG: as で変換失敗した場合、str は null になります。
string str = obj as string;
Console.WriteLine(str.Length); // NullReferenceException が発生します。

dotnet run
Unhandled exception. System.NullReferenceException: Object reference not set to an instance of an object.

修正後は次の通りです。

using System;

object obj = 42;

// OK: is パターン変数を使うと変換失敗時に中の処理が実行されません。
if (obj is string str)
{
    Console.WriteLine(str.Length);
}
else
{
    Console.WriteLine("string ではありません。");
}

dotnet run
string ではありません。

よくあるミス2: as を値型に使う

『as』は参照型にしか使えません。値型（int・struct など）に使うとコンパイルエラーになります。

using System;

object obj = 42;

// NG: int は値型なので as は使えません（コンパイルエラー）。
// int n = obj as int; // error CS0077: The as operator must be used with a reference type

// OK: is でキャストします。
if (obj is int n)
    Console.WriteLine($"int: {n}");

// OK: 明示的なキャストを使います（失敗時は InvalidCastException）。
int m = (int)obj;
Console.WriteLine($"int: {m}");

dotnet run
int: 42
int: 42

C# 7 以降の『is』は型チェックと変数代入を同時に行えるため、is で判定した後に別途キャストする書き方は不要です。if (obj is string s) のように一行で書けます。

『as』は参照型のキャストに使えますが、値型（int・struct など）には使えません。キャスト失敗が確認できないまま使うとその後の null 参照で例外になります。必ず null チェックを行ってください。

null のデフォルト値設定は『null 合体演算子 ?? / ??=』を参照してください。