C#のNull許容参照型を理解する

はじめに

開発経験をしたことがある人であれば必ずと言っていいほど通る、NullReferenceException — 「オブジェクト参照がオブジェクト インスタンスに設定されていません」というエラーメッセージ
C#8.0で導入されたNull許容参照型は、この問題に対処するための機能

なぜNull許容参照型が必要なのか？

従来のC#では、すべての参照型は暗黙的にnullを許容していた
String型やList型などの変数には常にnull値を代入できた
これはコードの柔軟性を高める一方で、意図しないnull参照による実行時エラーも多発していた

以下は実行時にNullReferenceExceptionが発生する

test.cs

string name = null;
Console.Writeline(name.Length);

小規模なプログラムでは見落としは少ないかも知れ梅が、規模が大きくなると、実行時に初めて発見されるケースもあった

Null許容参照型の目的

Null許容参照型の主な目的は、コンパイル時にnull参照の可能性を検出し、警告すること

・実行時エラーを減らす
・コードの信頼性を向上させる
・nullの取り扱いを明示的にする
・開発者の意図を明確にする
など、これらの目的がある

基本的な構文

実装の方法は、型の後に「?」をつけるだけで、nullを持つ可能性があることを明示する

test.cs

string nonNull = "Hello";
nonNull = null; // 警告が出る

string? nonNull = "Hello";
nonNull = null; // Nullを許容してくれる

実践的なコード例

クラスのプロパティでの使用

test.cs

public class Person
{
    public string Name {get; set;}
    public string? MiddleName {get; set;}
    public string LastName {get; set;}
}

どのような場面で使うか

1. 新規プロジェクト
   新しく始めるプロジェクトでは、最初からNull許容参照型を有効にすることで、堅牢なコードベースを構築できる

2. APIの設計
   メソッドの引数や戻り値がnullを許容するかどうかを明示することで、使用者に対して明確に提供することができる

3. 外部システムとの連携
   データベースやWeb APIからのデータは、nullになる可能性があります。こうした場面で、null許容参照型を使う
   ことで安全にデータを扱える

まとめ

Null許容参照型は、C#におけるNullReferenceExceptionとの戦いにおける強力な武器。
この機能を適切に使用することで：

開発効率の向上：コンパイル時にnull関連の問題を発見できる
コードの明確性：変数がnullになり得るかどうかが一目でわかる
アプリケーションの堅牢性：実行時エラーが減少する
チーム開発の効率化：コードの意図が明確になり、レビューしやすくなる