なぜ var d = new Dictionary<string, string> { { "a", "b" }, { "c", "d" } } と書けるのか ―― コレクション初期化子

C# 3.0 のコレクション初期化子*1

とりあえず、基本となるコレクション初期化子（配列初期化子）の復習から。

List は、次のように作成して初期化することができます。

var contacts = new List<Contact> {
new Contact {
Name = "Chris Smith",
PhoneNumbers = { "206-555-0101", "425-882-8080" }
},
new Contact {
Name = "Bob Harris",
PhoneNumbers = { "650-555-0199" }
}
};

これは、以下と同じ効果を持ちます。

var contacts = new List<Contact>();
var __c1 = new Contact();
__c1.Name = "Chris Smith";
__c1.PhoneNumbers.Add("206-555-0101");
__c1.PhoneNumbers.Add("425-882-8080");
contacts.Add(__c1);
var __c2 = new Contact();
__c2.Name = "Bob Harris";
__c2.PhoneNumbers.Add("650-555-0199");
contacts.Add(__c2);

__c1 と __c2 は、このような方法を使用しなければ隠蔽されアクセスできないテンポラリ変数です。

Overview of C# 3.0 | Microsoft Docs

つまり、

var x = List<string>() { "a", "b" };

は、

var x = List<string>();
x.Add("a");
x.Add("b");

とほぼ同じ。ただし、配列初期化子を利用して初期化できるクラスは、 IEnumerable が実装されていること、メンバーとして Add() が実装されていることの二つが条件となります。逆に言えば、それさえ満たしていれば内容は問われません（後述）。

足りない条件

さて、 List の場合はだいたいわかりました。けれど、 Dictionary の場合はそれではまだ説明が足りないと思います。

@aetos382 @Grabacr07 そうなんですよね。たとえば IEnumerable 実装してて、Add(arg1, arg2) ってシグネチャがあってればOK とか、そういうルールあるのかなって

— だるやなぎ に天使が舞い降りた！ (@daruyanagi) 2012年8月22日

以下のコードで言えば、なぜ { "a", "b" } なんて書けるのか、ちょっとわかりません。

var d = new Dictionary<string, string>
{
{ "a", "b" }, // <-- この {} って何さ！
{ "c", "d" }
}

すると、こんな助言をいただくなど。

@okazuki なるほどー パラメーターはいくつでもいいのか

— だるやなぎ に天使が舞い降りた！ (@daruyanagi) 2012年8月22日

そういうわけで少し試してみました。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ConsoleApplication1
{
using System.Collections;
using System.Diagnostics;
class SampleClass : IEnumerable<string>
{
public IEnumerator<string> GetEnumerator()
{ throw new NotImplementedException(); }
IEnumerator GetEnumerator()
{ throw new NotImplementedException(); }
public void Add(string arg1, string arg2)
{ Debug.WriteLine("{0}, {1}", arg1, arg2); }
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var a = new List<string>() { "a", "b" };
a.ForEach(() => Debug.WriteLine());
var b = new List<string>() { { "c" }, { "d" } };
b.ForEach(() => Debug.WriteLine());
// var c = { 1 };
var d = new SampleClass() {
{ "o", "p" }, { "q", "r" }
};
Console.WriteLine("何かキーを押してください。");
Console.ReadLine();
}
}
}

少しずつカラクリが見えてきました。

var b = new List<string>() { { "c" }, { "d" } };

var a = new List<string>() { "a", "b" };

var c = { 1 };

class SampleClass : IEnumerable<string>
{
public IEnumerator<string> GetEnumerator()
{ throw new NotImplementedException(); }
IEnumerator GetEnumerator()
{ throw new NotImplementedException(); }
public void Add(string arg1, string arg2)
{ Debug.WriteLine("{0}, {1}", arg1, arg2); }
}

var d = new SampleClass() {
{ "o", "p" }, { "q", "r" }
};

var d = new SampleClass();
d.Add("o", "p"); // <-- 実際にはコレクションに値を追加していない！
d.Add("q", "r");

var d = new SampleClass() {
{ "o", "p" }, { "q", "r", "s" } // <-- アウチ！
};