Javaでnullを正しく扱おう！新しいOptionalクラスも活用

nullとは？

nullは、変数の値に何も定義されていない（何も入っていない）状態を表す特殊は値です。

Javaのデータ型は大きく「プリミティブ型」と「参照型」の２つに分類されます。
整数を表すint型、文字1つを格納するchar型など、値を直接入れるものはプリミティブ型となり、String型やファイルを読み込むFileInputStreamなどのクラスは参照型になります。

そしてnullを格納できるのは、参照型の変数だけでプリミティブ型の変数にはnullを入れることはできません。

nullを変数に設定

nullを変数に設定するサンプルコードをみてみましょう。nullはダブルクォーテーションなども不要で、そのままnullと記述します。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 変数にnullをセット
        String str = null;
    }
}

NullPointerException

nullが設定された変数で、メソッドの呼び出しを行うとNullPointerExceptionが発生します。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 変数にnullをセット
        String str = null;
    }
}

null判定をしてからメソッドを呼び出す

NullPointerExceptionが発生すると、当然ながらエラーで最悪の場合、アプリケーションが以上終了します。

そのため、一般的にnullが格納される可能性がある変数のメソッド呼び出しは、事前に中身がnullでないかチェックしてから呼び出しをおこない、NullPointerExceptionを回避します。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str = null;

        // 変数 strが null以外の時だけ toUpperCase()メソッドを呼び出し
        if (str != null) {
            System.out.println( str.toUpperCase() );          
        } else {
            System.out.println( "変数strはnullです" );          
        }
    }
}

上のコードを実行すると次のような結果になります。

【実行結果】
変数strはnullです

intやcharでもnullを扱いたい

冒頭でも伝えましたが、プリミティブ型のint型やchar型の変数には、nullを入れることはできません。（以下のようにコンパイルエラーになります）

int a = null;

【コンパイルエラー】
// Main.java:3: error: incompatible types: <null> cannot be converted to int
//         int a = null;
//                 ^

intやcharでもnullを扱いたい場合は、それをラップするIntegerやCharacterなどの参照型のラッパークラスを使用します。

各プリミティブ型に対応するラッパークラスの対応は次の表の通りです。

実際にintのラッパークラスであるInteger型の変数にnullをセットしてみましょう。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Integer a = null;

        if (a == null) {
            System.out.println("変数aはnullです");
        }
    }
}

【実行結果】
変数aはnullです

nullと空文字（Empty）は異なるもの

nullと空文字（Empty）は似ているようで同じものと勘違いしてしまいそうですが、次のリストのように明確な違いがあり、異なるものです。

• NULL：何も定義されていない（何も入っていない）状態
• 空文字：長さ0の文字列

実際にnullと空文字が格納された変数を作成して、null判定を行うサンプルコードを作成してみましょう。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str1 = null;  // nullを格納した変数
        String str2 = "";    // 空文字を格納した変数

        if (str1 == null) System.out.println("str1はnullです");
        if (str2 == null) System.out.println("str2はnullです");
    }
}

上のコードを実行すると次のような結果となります。

【実行結果】
str1はnullです

str2の判定で、null以外と判定されてコンソールに何も出力されていないことから、空文字はnullとは異なるものだと言うことがわかります。

Optionalを使ったnullの新しい扱い方

Java 8でjava.util.Optionalクラスが追加され、nullの新しい扱い方ができるようになりました。

java.util.Optionalは、nullの可能性がある変数をうまく取り扱うクラスで、例えば次のコードのように、nullの判定とnullでない場合のメソッド呼び出しを１行で記述できたりします。

opt.ifPresent(f -> System.out.println("値がnull以外のときだけ呼び出される処理"));

今回は、簡単にOptionalクラスの代表的な使い方を紹介します。

「Optional.ifPresent」メソッド

値がnull以外の場合のみ、引数で指定しらラムダ式が実行されるメソッドです。

import java.util.Optional;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str = "test";
        final Optional<String> opt = Optional.ofNullable(str);
        opt.ifPresent(f -> System.out.println("strがnull以外のときだけ呼び出されます")); 
    }
}

「Optional.ifPresentOrElse」メソッド

値がnull以外の場合のみ、引数で指定しらラムダ式が実行されるメソッドです。

import java.util.Optional;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str = "test";
        final Optional<String> opt = Optional.ofNullable(str);
        opt.ifPresentOrElse(
          e -> System.out.println("strがnull以外のときに呼び出されます"),
          () -> System.out.println("strがnullのときに呼び出されます")); 
    }
}

ポテパンダの一言メモ

java.util.Optional.ifPresentOrElseメソッドは、Java 9で追加されたAPIです。Java 8のjava.util.Optionalクラスにはメソッドは存在しないため注意しましょう。

nullを理解してバグの起きないプログラムを作ろう

nullと一体何なのかという話から、nullを判定する方法や、新しいOptionalクラスの使い方まで紹介してきました。

nullを正しく理解し、NullPointerExceptionなどのエラーが発生しないプログラムを作成しましょう。

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