C# NotNull 制約の意外な落とし穴：Nullable 型との組み合わせで発生する問題と解決策

C# の NotNull 制約と Nullable 型の意外な動作

しかし、Nullable 型と組み合わせると、NotNull 制約は意外な動作をすることがあります。

問題点

Nullable 型は、null 値を格納できる数値型です。例えば、int? 型は、整数値または null 値を格納できます。

NotNull 制約を Nullable 型に適用すると、変数またはプロパティが null 値を持つことが許容されないように思えます。

しかし、実際には、以下のコードのように、NotNull 制約付きの Nullable 型変数は null 値を格納できます。

int? value = null;

// コンパイルエラーなし
if (value != null)
{
    // ...
}

これは、NotNull 制約が null 値チェックではなく、型のチェックを行うためです。

つまり、value 変数は int? 型なので、null 値を格納することは可能です。

解決策

NotNull 制約と Nullable 型を組み合わせる場合、以下のいずれかの方法で null 値チェックを行う必要があります。

1. HasValue プロパティを使用する

HasValue プロパティは、Nullable 型変数が null 値かどうかをチェックするために使用できます。

int? value = null;

if (value.HasValue)
{
    // ...
}

1. null 許容演算子 (?.) を使用する

null 許容演算子は、Nullable 型変数が null 値かどうかをチェックし、null 値の場合は式全体を null と評価するために使用できます。

int? value = null;

int result = value?.Value ?? 0;

// result は 0 になります

C# の NotNull 制約は、Nullable 型と組み合わせると意外な動作をすることがあります。

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // NotNull 制約付きの Nullable 型変数
        int? value = null;

        // コンパイルエラーなし
        if (value != null)
        {
            Console.WriteLine("value は null ではありません");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("value は null です");
        }

        // HasValue プロパティを使用して null 値チェック
        if (value.HasValue)
        {
            Console.WriteLine("value は null ではありません");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("value は null です");
        }

        // null 許容演算子を使用して null 値チェック
        int result = value?.Value ?? 0;

        Console.WriteLine("result は {0} です", result);
    }
}

このコードを実行すると、以下の出力が得られます。

value は null です
value は null です
result は 0 です

NotNull 制約と Nullable 型を組み合わせる場合の他の方法

Null 値チェックメソッドを使用する

Nullable 型には、GetValueOrDefault() や GetValueOrThrow() などの null 値チェックメソッドが用意されています。

これらのメソッドを使用して、null 値チェックを行い、必要に応じてデフォルト値を返したり、例外を発生させたりすることができます。

int? value = null;

// デフォルト値を返す
int result = value.GetValueOrDefault(0);

// 例外を発生させる
int result = value.GetValueOrThrow();

パターンマッチングを使用する

C# 9.0 以降では、パターンマッチングを使用して null 値チェックを行うことができます。

int? value = null;

switch (value)
{
    case int value:
        // value は null ではありません
        break;
    case null:
        // value は null です
        break;
}

カスタム属性を使用する

カスタム属性を作成して、NotNull 制約と null 値チェックを組み合わせることもできます。

[NotNull]
public int? Value { get; set; }

public void Validate()
{
    if (Value == null)
    {
        throw new ArgumentNullException(nameof(Value));
    }
}