[C#] System.Collections.ObjectModel. ObservableCollection<T> — 変更通知付きコレクションの仕組みと使いどころ

System.Collections.ObjectModel.ObservableCollection<T> は、要素の追加・削除・変更を外部に通知する 機能を持ったコレクションです。WPF、MAUI、Avalonia などのデータバインディングフレームワークと組み合わせ、コレクションの変更が UI に自動反映される MVVM パターンの主役として使われます。

`ObservableCollection<T>` とは

名前空間：System.Collections.ObjectModel
基底クラス：Collection<T>（List<T> を内部に持つラッパ）
要素変更時に CollectionChanged イベントを発火
Count などのプロパティ変更時に PropertyChanged イベントを発火
内部構造は List<T> と同じ動的配列

using System.Collections.ObjectModel;
using System.Collections.Specialized;

var items = new ObservableCollection<string> { "apple", "banana" };

items.CollectionChanged += (s, e) =>
{
    Console.WriteLine($"Action: {e.Action}");
    if (e.NewItems != null)
        foreach (var x in e.NewItems) Console.WriteLine($"  + {x}");
    if (e.OldItems != null)
        foreach (var x in e.OldItems) Console.WriteLine($"  - {x}");
};

items.Add("cherry");
// Action: Add
//   + cherry

items.Remove("apple");
// Action: Remove
//   - apple

items[0] = "blueberry";
// Action: Replace
//   - banana
//   + blueberry

items.Move(0, 1);
// Action: Move

サポートするインターフェース

インターフェース	役割
`IList<T>`	インデックスアクセス・挿入・削除を持つ順序付きコレクション
`IReadOnlyList<T>`	読み取り専用ビュー
`ICollection<T>`	`Count` / `Add` / `Remove` 等
`IReadOnlyCollection<T>`	読み取り専用 `Count`
`IEnumerable<T>`	`foreach` での列挙
`IList` / `ICollection` / `IEnumerable`	非ジェネリック互換
`INotifyCollectionChanged`	コレクション変更通知
`INotifyPropertyChanged`	プロパティ変更通知（`Count`、`Item[]`）

IList<T> などの基本コレクション系インターフェースの詳細は List の記事を、IEnumerable は IEnumerable と IEnumerator の記事を参照してください。

`INotifyCollectionChanged`

ObservableCollection<T> の中核となる、コレクションの内容変更を通知 するためのインターフェース。

public interface INotifyCollectionChanged
{
    event NotifyCollectionChangedEventHandler? CollectionChanged;
}

イベント引数 NotifyCollectionChangedEventArgs には Action（変更種別）、OldItems、NewItems、OldStartingIndex、NewStartingIndex が含まれます。

Action は NotifyCollectionChangedAction 列挙体：

値	意味
`Add`	新規要素が追加された
`Remove`	要素が削除された
`Replace`	インデクサ代入で要素が置換された
`Move`	`Move(oldIndex, newIndex)` で並び替えられた
`Reset`	`Clear` で全削除された

`INotifyPropertyChanged`

Count プロパティや Item[]（インデクサ）が変わったことを通知。WPF などの UI が Count をテキストバインドしているケースで効きます。

public interface INotifyPropertyChanged
{
    event PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged;
}

主な API と計算量

性能特性は List<T> とほぼ同じ（内部に List<T> を持つため）。加えて変更時にイベント発火のオーバーヘッドが乗ります。

操作	API	計算量	備考
インデックスアクセス	`[i]`	O(1)	通知なし（ゲッタは）
末尾追加	`Add(item)`	O(1) 償却	`Add` 通知
任意位置挿入	`Insert(i, item)`	O(n)	`Add` 通知
削除	`Remove(item)` / `RemoveAt(i)`	O(n)	`Remove` 通知
置換	`[i] = item`	O(1)	`Replace` 通知
並び替え	`Move(oldIndex, newIndex)`	O(n)	`Move` 通知
全削除	`Clear()`	O(n)	`Reset` 通知

イベントハンドラの処理が重いと UI が固まるので、ハンドラ側の処理は軽く することが鉄則。

WPF / MAUI / Avalonia でのバインディング

XAML 側で ItemsControl.ItemsSource などにバインドすると、コレクションの変更が 自動的に UI に反映 されます。

<ListBox ItemsSource="{Binding Items}" />

public class MainViewModel
{
    public ObservableCollection<string> Items { get; } = new();
}

Items.Add(...) するだけでリストの末尾に新しい行が追加されます。List<T> ではこの自動更新が効きません（変更通知を発火する仕組みがない）。

UI スレッド制約

WPF/MAUI などの UI フレームワークは、UI スレッドからのみ ObservableCollection を変更する ことを期待します。バックグラウンドスレッドから Add を呼ぶと NotSupportedException や InvalidOperationException が発生することがあります。

対処は次のいずれか。

UI スレッドにマーシャル

// WPF
Application.Current.Dispatcher.Invoke(() => items.Add(x));
// MAUI
MainThread.BeginInvokeOnMainThread(() => items.Add(x));

BindingOperations.EnableCollectionSynchronization（WPF 専用）

var sync = new object();
BindingOperations.EnableCollectionSynchronization(items, sync);
// 以降、別スレッドからでも lock(sync) 内で変更すれば OK

専用ライブラリの活用：CommunityToolkit.Mvvm の ObservableCollection 拡張や、各種の thread-safe な observable コレクション。

`List<T>` との比較

観点	`List<T>`	`ObservableCollection<T>`
通知	なし	`CollectionChanged` / `PropertyChanged`
バインディング	静的（追加が UI に反映されない）	動的（自動反映）
パフォーマンス	高速	イベント発火分だけ遅い
`AddRange`	あり	なし（個別 Add）
用途	一般的な順序付き集合	バインディング対象

ObservableCollection<T> には AddRange がありません。多数の要素を一気に追加するとそのたびに通知が飛ぶため UI が遅くなります。バルク追加が必要なときは、

新しい ObservableCollection<T> を作って差し替える
Reset 通知を 1 度だけ飛ばすカスタム派生クラスを作る
RangeObservableCollection 系のサードパーティ実装を使う

といった対処が一般的です。

派生で挙動を拡張する

Collection<T> を継承しているため、InsertItem / RemoveItem / SetItem / ClearItems をオーバーライドして 追加・削除・置換時の追加処理 を挟めます。

public class TrackedCollection<T> : ObservableCollection<T>
{
    protected override void InsertItem(int index, T item)
    {
        // 検証など
        base.InsertItem(index, item);
        // ログ記録など
    }
}

これは INotifyCollectionChanged のイベントを横から捕まえるよりクリーンな書き方です。

使いどころ

WPF / MAUI / Avalonia / WinUI3 の MVVM：ViewModel が公開するリストの実装として事実上の標準。
UI に表示するリアルタイムデータ：チャットの新着メッセージ、株価ティック、ログビューアなど。
動的に変わる選択肢：ドロップダウンやリストボックスの項目を実行時に増減させるケース。

向かないケース

UI と無関係なデータ集合 → List<T> で十分。ObservableCollection<T> のオーバーヘッドは無駄。
大量データのバルク変更 → 個別通知でパフォーマンスが悪化する。バルク対応の派生型を使う。
並行アクセスが必須 → 標準では非スレッドセーフ。EnableCollectionSynchronization などで補強する。

注意点

イベントハンドラ内でコレクションを変更しない：再入で挙動が崩れる。
解除しないハンドラはメモリリークの元：購読側が長命オブジェクトなら明示的に -= する。
AddRange 相当はない：パフォーマンス重視ならカスタム派生か差し替えで対応。

まとめ

ObservableCollection<T> は 変更通知付きコレクション。MVVM とデータバインディングの主役。
IList<T> / ICollection<T> / IEnumerable<T> に加え、INotifyCollectionChanged / INotifyPropertyChanged を実装。
性能特性は List<T> ベース。イベント発火と UI スレッド制約を理解して使う。
公開時は読み取り専用ビューが欲しいことも多い。次回は ReadOnlyObservableCollection<T> を扱う。

ObservableCollection<T> とは