C#のヌル可能型（開発者にとっての仕組み）

Nullable型の宣言

C#でnullable型を宣言するには、次の構文を使用します。

// Declare a nullable integer
int? nullableInt = null;

// Declare a nullable integer
int? nullableInt = null;

ここで、int?はNullable<int>の短縮形です。 nullableInt変数は、int値またはnullのいずれかを保持できます。

nullを確認する

nullable型変数に値があるかどうかを確認するには、HasValueプロパティを使用するか、変数を直接nullと比較することができます。以下に示す通りです。

if (nullableInt.HasValue)
{
    // If nullableInt has a value, print it
    Console.WriteLine("Value: " + nullableInt.Value);
}
else
{
    // If nullableInt does not have a value, print a message
    Console.WriteLine("No value assigned.");
}

if (nullableInt.HasValue)
{
    // If nullableInt has a value, print it
    Console.WriteLine("Value: " + nullableInt.Value);
}
else
{
    // If nullableInt does not have a value, print a message
    Console.WriteLine("No value assigned.");
}

また、nullable型がnullの場合にデフォルト値を提供するために、null合体演算子（??）を使用することもできます。

// Assign 0 if nullableInt is null
int result = nullableInt ?? 0;
Console.WriteLine("Result: " + result);

// Assign 0 if nullableInt is null
int result = nullableInt ?? 0;
Console.WriteLine("Result: " + result);

もしnullableIntがnullの場合、resultにはデフォルト値の0が割り当てられます。

Nullable値型

nullable値型は、値型にnull値を取らせることを可能にします。 nullable値型を宣言するには、データ型に質問符?を追加します。

// Declare a nullable double
double? nullableDouble = null;

// Declare a nullable double
double? nullableDouble = null;

この例では、nullableDoubleはdouble値またはnullを保持できます。

Nullable参照型

nullable参照型はC# 8.0で導入されました。プロジェクトレベルでnullable参照型を有効にするか、コードファイルの先頭に#nullable enableディレクティブを追加することで有効にできます。nullable参照型が有効化されている場合、参照型は?を使用して明示的にnullableとしてマークする必要があり、null参照による潜在的な実行時例外を回避するのに役立ちます。

#nullable enable
// Declare a nullable string
string? nullableString = null;

#nullable enable
// Declare a nullable string
string? nullableString = null;

ここで、nullableStringはnullを許可されています。 ?を付けずに非nullable参照型を宣言した場合、コンパイラは潜在的なnull代入を検出した場合に警告を出すでしょう。

Nullable参照型の有効化

プロジェクト全体でnullable参照型を有効にするには、.csprojファイルに次の行を追加します。

<Nullable>enable</Nullable>

<Nullable>enable</Nullable>

一旦有効化されると、コンパイラはデフォルトで参照型を非nullableとして扱います。 この機能は、実行時ではなくコンパイル時にnull参照の問題を検出するのに特に便利です。

例1: 値型とNullable型

この例では、intを使用したnullable型を使用します。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int? nullableInt = null;
        // Use null coalescing operator to assign a default value
        int b = nullableInt ?? 10;
        Console.WriteLine("b: " + b);
        if (nullableInt.HasValue)
        {
            // nullableInt has a value
            Console.WriteLine("nullableInt has value: " + nullableInt.Value);
        }
        else
        {
            // nullableInt is null
            Console.WriteLine("nullableInt is null");
        }
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int? nullableInt = null;
        // Use null coalescing operator to assign a default value
        int b = nullableInt ?? 10;
        Console.WriteLine("b: " + b);
        if (nullableInt.HasValue)
        {
            // nullableInt has a value
            Console.WriteLine("nullableInt has value: " + nullableInt.Value);
        }
        else
        {
            // nullableInt is null
            Console.WriteLine("nullableInt is null");
        }
    }
}

ここで、nullableIntはintのnullable型変数です。 nullableIntがnullの場合、bはnull合体演算子によって10の値を取ります。 そうでなければ、bはnullableIntの値を取ります。

例2: Nullable参照型

次に、nullable参照型がどのように機能するか見てみましょう。

#nullable enable
class Program
{
    static void Main()
    {
        string? nullableString = null;
        string nonNullableString = "Hello";
        // Use null coalescing operator to provide a default value for length
        Console.WriteLine(nullableString?.Length ?? 0);
        Console.WriteLine(nonNullableString.Length);
    }
}

#nullable enable
class Program
{
    static void Main()
    {
        string? nullableString = null;
        string nonNullableString = "Hello";
        // Use null coalescing operator to provide a default value for length
        Console.WriteLine(nullableString?.Length ?? 0);
        Console.WriteLine(nonNullableString.Length);
    }
}

上記のコードでは、nullableStringはnullになる可能性があり、null合体演算子はそれがnullの場合、文字列の長さをデフォルトで0にします。

例3: ネストされたNullable型

C#はネストされたnullable型を宣言することを許可しています。例:

// Redundant, but syntactically valid
int? nestedNullableInt = null;

// Redundant, but syntactically valid
int? nestedNullableInt = null;

ネストされたnullable型は冗長に見えるかもしれませんが、C#では文法的に有効です。 ただし、実際には、ネストされたnullable型は追加の機能を提供せず、滅多に使用されません。