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> の省略形です。 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

null 許容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、次に示すように変数を null と直接比較します。

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);

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。 null 許容値型を宣言するには、データ型に疑問符 ? 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

Null許容参照型はC# 8.0で導入されました。Null許容参照型は、プロジェクトレベルで有効化するか、コードファイルの先頭に?を使用して参照型を明示的にNull許容としてマークする必要があります。これにより、Null参照によって発生する可能性のある実行時例外を回避できます。

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

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

ここで、nullableString は null にすることができます。 ? を使用せずに null 非許容参照型を宣言すると、コンパイラは潜在的な null 割り当てを検出すると警告を生成します。

Nullable参照型の有効化

プロジェクト内で null 許容参照型をグローバルに有効にするには、.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 null 許容型変数です。 nullableInt が null の場合、b は null 合体演算子により値 10 を取得します。 それ以外の場合、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 合体演算子により、null の場合は文字列の長さがデフォルトで 0 になることが保証されます。

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。