第 12 章: エラーハンドリングと型安全性¶

12.1 はじめに¶

前章までで Stream API とパイプライン処理を学びました。この章では、Optional を使った null 安全 なコードの書き方と、型安全 なファクトリパターンを学びます。

12.2 Optional による null 安全¶

null の問題¶

null は「値がない」ことを表現しますが、NullPointerException の原因になります。

// 危険: null チェック忘れ
FizzBuzzValue value = map.get(key); // null の可能性
String result = value.getValue();    // NullPointerException!

Optional の基本¶

Optional は「値があるかもしれないし、ないかもしれない」を型で表現します。

// Optional の生成
Optional<FizzBuzzValue> present = Optional.of(value);      // 値あり
Optional<FizzBuzzValue> empty = Optional.empty();           // 値なし
Optional<FizzBuzzValue> nullable = Optional.ofNullable(v);  // null 許容

Optional の操作¶

Optional<FizzBuzzValue> opt = Optional.of(type.generate(15));

// map: 値を変換
Optional<String> result = opt.map(FizzBuzzValue::getValue);

// filter: 条件に合わなければ empty
Optional<FizzBuzzValue> fizz = opt
    .filter(v -> "Fizz".equals(v.getValue()));

// orElse: 値がなければデフォルト値
String value = opt.map(FizzBuzzValue::getValue)
    .orElse("unknown");

// orElseThrow: 値がなければ例外
String value = opt.map(FizzBuzzValue::getValue)
    .orElseThrow(() ->
        new IllegalStateException("値が存在しません"));

12.3 FizzBuzzType ファクトリの改善¶

現在の実装: 例外スロー¶

public static FizzBuzzType create(int type) {
    switch (type) {
        case 1: return new FizzBuzzType01();
        case 2: return new FizzBuzzType02();
        case 3: return new FizzBuzzType03();
        default:
            throw new IllegalArgumentException(
                "該当するタイプは存在しません");
    }
}

Optional を使った安全なファクトリ¶

public static Optional<FizzBuzzType> createOptional(int type) {
    switch (type) {
        case 1: return Optional.of(new FizzBuzzType01());
        case 2: return Optional.of(new FizzBuzzType02());
        case 3: return Optional.of(new FizzBuzzType03());
        default: return Optional.empty();
    }
}

使用例:

// パターン 1: デフォルト値を指定
FizzBuzzType type = FizzBuzzType.createOptional(4)
    .orElse(FizzBuzzType.create(1));

// パターン 2: Optional のまま操作
FizzBuzzType.createOptional(1)
    .map(t -> t.generate(15))
    .map(FizzBuzzValue::getValue)
    .ifPresent(System.out::println);

12.4 FizzBuzzList の検索機能¶

find: 最初の一致を Optional で返す¶

// FizzBuzzList にメソッドを追加
public Optional<FizzBuzzValue> findFirst(
        Predicate<FizzBuzzValue> predicate) {
    return values.stream()
        .filter(predicate)
        .findFirst();
}

使用例:

FizzBuzzList list = listCommand.executeList(100);

// 最初の FizzBuzz を検索
Optional<FizzBuzzValue> firstFizzBuzz = list.findFirst(
    v -> "FizzBuzz".equals(v.getValue())
);

// 値があれば表示、なければ "none"
String result = firstFizzBuzz
    .map(FizzBuzzValue::toString)
    .orElse("none");

12.5 型安全な列挙型ファクトリ¶

enum を使った型安全なタイプ指定¶

public enum FizzBuzzTypeName {
    STANDARD(1),
    NUMBER_ONLY(2),
    FIZZBUZZ_ONLY(3);

    private final int code;

    FizzBuzzTypeName(int code) {
        this.code = code;
    }

    public int getCode() {
        return code;
    }
}

ファクトリメソッドを enum で受け取るバージョン:

public static FizzBuzzType create(FizzBuzzTypeName name) {
    return create(name.getCode());
}

使用例:

// Before: マジックナンバー
FizzBuzzType type = FizzBuzzType.create(1);

// After: 型安全な列挙型
FizzBuzzType type = FizzBuzzType.create(FizzBuzzTypeName.STANDARD);

12.6 全体の振り返り¶

第 4 部で学んだこと¶

章	テーマ	学んだこと
10	高階関数と関数合成	Lambda 式、メソッド参照、Function、Stream 基本
11	不変データとパイプライン処理	不変設計、IntStream、Collectors、パイプライン
12	エラーハンドリングと型安全性	Optional、型安全なファクトリ、enum

全 12 章の総括¶

第 1 部（章 1-3）: TDD の基本サイクル
  → Red-Green-Refactor、テストファースト

第 2 部（章 4-6）: 開発環境と自動化
  → Git、静的解析、CI/CD

第 3 部（章 7-9）: オブジェクト指向設計
  → ポリモーフィズム、デザインパターン、SOLID

第 4 部（章 10-12）: 関数型プログラミング
  → Lambda、Stream、Optional

TDD の規律を守りながら、手続き型 → OOP → FP と段階的にコードを改善しました。これは「動作するきれいなコード」を目指す TDD の本質です。

12.7 まとめ¶

概念	適用
Optional	null 安全な値の表現と操作
Optional ファクトリ	`createOptional` で例外を回避
findFirst	Stream + Optional による安全な検索
enum ファクトリ	マジックナンバーの排除と型安全性

よいソフトウェアとは、変更を楽に安全にできて役に立つソフトウェアである。

TDD の規律と、オブジェクト指向・関数型の設計技法を組み合わせることで、この目標に近づくことができます。