[C#] Nullable

Nullable

참조 타입의 경우 값이 없을 때 null을 이용해 값이 없음을 나타낼 수 있지만 값 타입은 null을 사용할 수 없다. 아래 코드와 같이 어떤 함수 내에 특정 조건에 있을때에는 null을 사용할 수 없기 때문에 INF에 해당하는 특정 숫자를 사용해야 한다. 하지만, 0이라는 반환값이 실제값을 의미하는 것인지 값이 없음을 의미하는지는 알 수 없다.

    public static int foo()
    {
        if (...) return 0;
        return 1;
    }

C#에는 이러한 문제를 해결할 수 있도록 Nullable이라는 타입이 존재한다. 문자 그대로 null이 될 수 있는 형식을 의미하며 값 타입으로 사용된다. 사용하는 방법은 아래 코드와 같다. Nullable<T>형태로 사용할 수 있다.

또한, 긴 자료형을 짧게 표현하는 방법으로 int?과 같은 방법이 존재한다. 아래 예제를 보면 Nullable<int>와 int?가 같은 것을 의미하는 것을 볼 수 있다.

    public static void Main(string[] args)
    {
        // string: reference type
        string s1 = "Hello";
        string s2 = null;

        // int: value type
        int n1 = 10;

        Nullable<int> n2 = 10;    // int? n2 = 10;
        Nullable<int> n3 = null;  // int? n3 = null;
    }

처음 foo예제에서 Nullable를 적용한 코드는 아래와 같다. 반환형을 바꿔주면 return null이 가능하기 때문에 foo를 사용하는 외부 함수에서 값이 없음을 null로 구분할 수 있다.

    public static Nullable<int> foo()
    {
        if (...) return null;
        return 1;
    }

Nullable<T>는 struct 내부에 T와 값이 있는지를 체크하는 bool변수를 같이 둔 형태로 구성되어 있다. 즉, null체크를 내부에 존재하는 bool변수로 표현하는 구조로 되어있다.

1. 대입/산술 연산

Nullable타입은 기본적으로 대입연산과 산술연산을 지원한다. 그렇다면, int?와 int사이의 대입연산은 어떻게 적용될까? 아래 예제를 보자.

    public static void Main(string[] args)
    {
        int? n1 = 10;
        int a1 = 20;

        n1 = a1;
        a1 = n1; // Error!

        a1 = (int)n1; // Ok!
    }

위의 코드에서 나타나는 대입연산의 특징을 정리하면 아래와 같다.

• int?에 int를 대입하는 것은 가능하다.
• int에 int?를 대입하는 것은 에러가 발생한다.
  • int에 int?를 대입하려면 int?를 int로 명시적 형변환을 해주어야 한다.

그렇다면 산술연산을 어떻게 동작할까?

    public static void Main(string[] args)
    {
        int? n1 = 10;
        int? n2 = 20;
        int? n3 = n1 + n2;  // n3 is 30!
    }

not-null인 int?변수에 대해서는 int변수와 같이 작동한다. 하지만, 둘 중 하나의 변수가 null상태라면 어떻게 될까? 아래 예제를 보면 null과의 연산 결과는 null이 되는 것을 알 수 있다.

    public static void Main(string[] args)
    {
        int? n1 = null;
        int? n2 = 20;
        int? n3 = n1 + n2;  // n3 is null!
    }