【TypeScript】strictNullChecksと厳格な型チェック - 安全なコードのための設定

TypeScriptのstrictNullChecksとは

TypeScriptのstrictNullChecksは、nullやundefinedの扱いに対して厳格な型チェックを行うための設定です。この設定により、nullやundefinedが原因で発生するエラーを事前に防ぎ、コードの安全性を高めることができます。strictNullChecksは、TypeScriptのコンパイラオプションであり、設定することでプロジェクト全体で厳格な型チェックが適用されます。 TypeScriptのバージョン2.0から導入されたこのオプションは、プロジェクトの安全性を高める上で重要な役割を果たします。この記事では、strictNullChecksを含む厳格な型チェックの設定方法とそのメリットについて解説します。

strictNullChecksを有効にする方法

strictNullChecksを有効にするには、プロジェクトのtsconfig.jsonファイルで以下のように設定します。

{
  "compilerOptions": {
    "strictNullChecks": true
  }
}

また、"strict": trueを設定すると、strictNullChecksを含む厳格な型チェックが一括で有効になり、TypeScriptが提供する他の厳格なチェック（noImplicitAnyやstrictFunctionTypesなど）も適用されます。

{
  "compilerOptions": {
    "strict": true
  }
}

strictNullChecksが有効な場合の挙動

strictNullChecksを有効にすると、nullとundefinedはそれぞれ独自の型として扱われ、他の型（例えばstringやnumber）に代入することができなくなります。これにより、nullやundefinedが原因で発生する予期しないエラーを未然に防ぐことが可能です。

// strictNullChecksが有効な場合
let name: string;
name = "Alice"; // OK
name = null;    // エラー
name = undefined; // エラー

strictNullChecksが無効である場合、nullやundefinedは他の型に含まれてしまい、代入してもエラーが発生しません。しかし、この設定が有効な場合は、nullやundefinedが許容される変数には明示的にその型を定義する必要があります。

let name: string | null;
name = null; // OK
let age: number | undefined;
age = undefined; // OK

strictNullChecksを有効にするメリット

nullやundefinedによるエラー防止

JavaScriptでは、nullやundefinedを扱う際のエラーが発生しやすく、「undefined is not a function」などの実行時エラーの原因となります。strictNullChecksを有効にすることで、nullやundefinedを扱う際に型チェックが強化され、これらの値が予期せず発生するリスクを減らすことができます。

型安全性の向上

strictNullChecksを有効にすると、変数がnullやundefinedになる可能性があるかどうかを明示する必要があるため、型安全性が向上します。これにより、コードの可読性と保守性が向上し、他の開発者も意図を理解しやすくなります。

予期しない動作の防止

nullやundefinedが他の型に含まれると、コードの動作が予期しない結果を引き起こすことがあります。strictNullChecksを有効にすることで、nullやundefinedが含まれる可能性がある場合には、事前にそのチェックを行う必要が生じるため、バグが発生するリスクを低減します。

nullやundefinedの処理方法

strictNullChecksを有効にすると、nullやundefinedを扱うための特定の処理が必要となります。以下に、主な方法を紹介します。

ユニオン型を使用する

特定の変数がnullやundefinedを許容する場合、ユニオン型を使用して明示的に型定義を行います。

let age: number | null = null;
if (age !== null) {
    console.log(`Age is ${age}`);
}

オプショナルチェーン（?.）とnull合体演算子（??）

オプショナルチェーンを利用することで、nullやundefinedが含まれる可能性のあるオブジェクトのプロパティに安全にアクセスできます。また、null合体演算子（??）を使えば、nullまたはundefinedの場合にデフォルト値を設定できます。

interface User {
    name: string;
    age?: number;
}
const user: User = { name: "Alice" };
// オプショナルチェーン
console.log(user.age?.toString());
// null合体演算子
const userAge = user.age ?? 18; // user.ageがundefinedの場合は18が使用される
console.log(userAge);

型ガードを使用する

型ガードを利用して、nullやundefinedの可能性がある変数の型を安全にチェックできます。

function printName(name: string | null) {
    if (name !== null) {
        console.log(`Hello, ${name}`);
    } else {
        console.log("Name is not provided");
    }
}
printName("Alice"); // 出力: Hello, Alice
printName(null);    // 出力: Name is not provided

このように型ガードを使うことで、strictNullChecksを有効にした状態でも安全にnullやundefinedを扱うことができます。

strictNullChecks以外の厳格な型チェックオプション

strictNullChecksとともに、他の厳格な型チェックオプションも組み合わせることで、さらに安全なTypeScriptのコードが実現できます。

noImplicitAny

noImplicitAnyオプションは、型が明確に定義されていない変数に暗黙的にany型が割り当てられることを防ぎます。このオプションを有効にすると、TypeScriptはすべての変数や関数の引数に対して明示的な型指定を要求します。

{
  "compilerOptions": {
    "noImplicitAny": true
  }
}

strictFunctionTypes

strictFunctionTypesは、関数の型チェックをより厳密に行うオプションです。これにより、関数間の互換性が正確に判定され、型の安全性が向上します。

{
  "compilerOptions": {
    "strictFunctionTypes": true
  }
}

strictPropertyInitialization

strictPropertyInitializationオプションは、クラスのプロパティが宣言時またはコンストラクタで初期化されていない場合にエラーを出します。これにより、未定義のプロパティにアクセスするリスクを防ぎます。

{
  "compilerOptions": {
    "strictPropertyInitialization": true
  }
}

まとめ

TypeScriptのstrictNullChecksは、nullやundefinedの扱いに対して厳格な型チェックを行うことで、コードの安全性を大幅に向上させる重要な設定です。nullやundefinedによるエラーを防ぐためには、strictNullChecksを有効にするだけでなく、ユニオン型、 オプショナルチェーン、型ガードなどのテクニックも積極的に活用すると良いでしょう。また、他の厳格な型チェックオプションと組み合わせることで、さらに安全なTypeScriptコードが実現できます。