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ディレクトリ構造のせいではなく、名前空間が異なるせいです。同じ名前空間のコードからなら参照できます。今回の例ですと、 main.cs の名前空間と、sub.cs の名前空間が異なるのだと思います。 Visual Studio ではサブディレクトリの中にファイルを追加した場合、自動的に、既定の名前空間にサブディレクトリ名を付けた名前空間になるようになっています。 名前空間を揃えてやれば、ディレクトリが違ってもそのまま参照可能です。ただし、そちらの方が良いかどうかは考え方によると思います。私なら using を書くと思います。
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お礼
よく分かりました。 丁寧な説明ありがとうございます。