短絡評価を理解する

この単元で学ぶこと

• &&と||の右辺が実行される条件を説明する
• null・ゼロ除算・配列境界を守る評価順を選ぶ
• 短絡しない演算子や優先順位との違いを追う

本文解説

二つの条件を組み合わせる boolean a=true,b=false;のa&&bは両方trueでないのでfalse、a||bは少なくとも一方trueなのでtrueです。&&と||はbooleanまたはBooleanを使い、整数の0や1を真偽値として暗黙変換しません。まず各条件を比較式などでtrue/falseにします。

ANDはfalseで止まる int n=0;boolean ok=false&&(++n>0);では左がfalseなので右を評価せずnは0です。ANDの結果は右がどうであってもfalseに確定するからです。左がtrueなら右を評価してその結果を採用します。実行の有無と最終のtrue/falseを別々に記録します。

ORはtrueで止まる int n=0;boolean ok=true||(++n>0);では右を実行せずnは0、okはtrueです。左がfalseなら右の結果を調べる必要があります。&&と同じ条件で止まるわけではなく、どの値なら結果が確定するかを演算ごとに考えます。

nullの検査を先に置く String s=null;boolean ok=s!=null&&s.length()>0;はfalseとなり例外を避けます。s.length()>0&&s!=nullでは最初の長さ取得で失敗します。条件の意味が似ていても、左から評価される順序は変えてよいとは限りません。

短絡しない論理演算 boolean同士の&と|は、左が通常完了すれば右も評価します。false&(++n>0)は全体falseでもnを増やします。&は整数ではビット演算にも使えますが、&&は整数のビット演算には使えません。記号一つの差で値だけでなく副作用も変わります。

整数の割り算を守る int d=0;boolean ok=d!=0&&10/d>1;はfalseでゼロ除算を実行しません。d!=0&10/d>1では右も評価されArithmeticExceptionです。ここで扱う整数除算と、浮動小数点のゼロ除算で無限大等になる規則は別です。

配列の境界を確かめる int[] a={4,6};int i=2;boolean ok=i>=0&&i<a.length&&a[i]>0;では二つ目の条件がfalseなのでa[2]を読みません。上限だけでなく下限も必要です。a自体がnullの可能性がある場合は、さらにa!=nullを先頭に置きます。

型検査と実行を分ける false&&missing>0でも、未宣言のmissingはコンパイル時にエラーです。短絡するから文法や型の誤りまで許されるわけではありません。また&&は||より強く結合するためa||b&&cはa||(b&&c)です。括弧で意図を明示し、Booleanのnullが評価される場合は取り出し時の例外も追います。

図解

重要ポイント

• &&は左がfalseなら右を評価しない。
• ||は左がtrueなら右を評価しない。
• booleanの&と|は通常左右を評価する。
• 実行されない式も型検査は必要。

間違えやすい点

• ガードの順序を逆にすると危険な式が先に実行される。
• 右辺の増分や代入が常に起きると思わない。
• Booleanがnullなら評価された時点の取り出しで例外となる。

用語解説

短絡評価

結果が確定すると後続のオペランドを評価しないこと。

ガード条件

危険な処理を行う前に必要条件を確認する式。

副作用

式の評価が変数への代入等、周囲の状態を変えること。

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