Null en NullReferenceException

Zoals nu duidelijk is bevatten referentievariabelen steeds een referentie naar een object. Maar wat als we dit schrijven:

Student stud1;
stud1.Naam = "Marc Jansens";

Dit zal een fout geven. Het object stud1 bevat namelijk nog geen referentie. Maar wat dan wel?

Deze variabele bevat de waarde null . Net zoals bij value types die een default waarde hebben als je er geen geeft (bv. 0 bij een int ), zo bevatten reference type variabelen altijd null als standaardwaarde.

null is een waarde die je dus kan toekenen aan eender welk reference type (om aan te geven dat er nog geen referentie naar een effectief object in de variabele staat) en waar je dus ook op kan testen.

Van zodra je een referentie naar een object (een bestaand of eentje dat je net met new hebt aangemaakt) aan een reference type variabele toewijst (met de = operator) zal de null waarde uiteraard overschreven worden.

Merk op dat de GC enkel op de heap werkt. Indien er in de stack dus een variabele de waarde null heeft zal de GC deze nooit verwijderen!

NullReferenceException

Een veel voorkomende foutboodschap tijdens de uitvoer van je applicatie is een NullReferenceException. Deze zal optreden wanneer je code een object probeert te benaderen wiens waarde null is (een onbestaande object met andere woorden).

Laten we dit eens simuleren:

Student stud1 = null;
Console.WriteLine(stud1.Name);

Dit zal resulteren in volgende foutboodschap:

NullReferenceException error in Visual Studio.

We moeten in dit voorbeeld expliciet = null plaatsen daar Visual Studio slim genoeg is om je te waarschuwen voor eenvoudige potentiële NullReference fouten en je code anders niet zal compileren.

NullReferenceException voorkomen

Objecten die niet bestaan zullen altijd null hebben. Uiteraard kan je niet altijd al je code uitvlooien waar je misschien vergeten bent een object met new aan te te maken.

Voorts kan het ook soms by design zijn dat een object voorlopig null is.

Gelukkig kan je controleren of een object null is als volgt:

if(stud1 == null)
    Console.WriteLine("Oei. Object bestaat niet.")

Verkorte null controle notatie

Vaak moet je dit soort code schrijven:

if(stud1 != null)
{
    Console.WriteLine(stud1.Name)
}

Op die manier voorkom je een NullReferenceException. Het is uiteraard omslachtig om steeds die check te doen. Je mag daarom ook schrijven:

Console.WriteLine(stud1?.Name)

Het vraagteken direct na het object geeft aan: "Gelieve de code na dit vraagteken enkel uit te voeren indien het object voor het vraagteken niét null is".

Bovenstaande code zal dus gewoon een lege lijn op scherm plaatsen indien stud1 effectief null is, anders komt de naam op het scherm.

Return null

Uiteraard mag je ook expliciet null teruggeven als resultaat van een methode. Stel dat je een methode hebt die in een array een bepaald object moet zoeken. Wat moet de methode teruggeven als deze niet gevonden wordt? Inderdaad, we geven dan null terug.

Volgende methode zoekt in een array van studenten naar een student met een specifieke naam en geeft deze terug als resultaat. Enkel als de hele array werd doorlopen en er geen match is wordt er null teruggegeven (de werking van arrays van objecten wordt later besproken):

static Student ZoekStudent(Student[] array, string naam)
{
    Student gevonden = null;
    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        if (array[i].Name == naam)
            gevonden = array[i];
    }

    return gevonden;
}

Bevalling in C# met ouders

Tijd om het voorbeeld van de voortplanting der mensch er nog eens bij te nemen. Beeld je nu in dat we dichter naar de realiteit willen gaan (meestal het doel van OOP) en de baby eigenschappen van beide ouders geven. Stel dat mensen een maximum lengte hebben die ze genetisch kunnen halen, aangeduid via een auto-property MaxLengte. De maximale lengte van een baby is steeds de lengte van de grootste ouder (in de echte genetica is dat natuurlijk niet, zeker niet omdat er ook zeker een Random factor aanwezig is).

De klasse Mens breiden we uit naar:

class Mens
{
    public int MaxLengte{get;set;}
    public Mens PlantVoort(Mens dePapa)
    {
        Mens baby = new Mens();
        baby.MaxLengte = MaxLengte;
        if(dePapa.MaxLengte >= MaxLengte)
            baby.MaxLengte = papa.MaxLengte;
        return baby;
    }
}

Mooi toch?!

Om het nu volledig te maken zullen we er nu nog voor zorgen dat enkel een vrouw kan voortplanten, en enkel van een man (het is een vrij klassiek wereldbeeld, maar voor deze oefening wordt het te complex als we ook alle 21e-eeuwse voortplantingswijzen moeten implementeren). Veronderstel dat het geslacht via een enumtype (enum Geslachten {Man, Vrouw}) in een auto-property Geslacht wordt bewaard. We voegen daarom bovenaan in de PlantVoort-methode nog een kleine check in én return'n een leeg (null) object als de voortplanting faalt (we zouden ook een Exception kunnen opwerpen):

    public Mens PlantVoort(Mens dePapa)
    {
        if(Geslacht == Geslachten.Vrouw && dePapa.Geslacht == Geslachten.Man)
        {
            Mens baby = new Mens();
            baby.MaxLengte = MaxLengte;
            if(dePapa.MaxLengte >= MaxLengte)
                baby.MaxLengte = papa.MaxLengte;
            return baby;
        }
        return null;
    }

Volgende code produceert nu een kersverse baby:

Mens mama = new Mens();
mama.Geslacht = Geslachten.Vrouw;
mama.MaxLengte = 180;
Mens papa = new Mens();
papa.Geslacht = Geslachten.Man;
papa.MaxLengte = 169;

Mens baby = mama.PlantVoort(papa);

Hopelijk voel je bij dit voorbeeld hetzelfde enthousiasme als toen we Pong naar OOP omzetten. Probeer voorgaande voorbeeld eens te schrijven met je kennis VOOR je klassen en objecten kende? Doenbaar? Zeker. Veel werk? Dat nog meer. En daar is het ons om te doen: krachtige, makkelijker te onderhouden code leren schrijven!