Kotlin (4) Null Operator

오늘은 Kotlin (2)에서 다룬 when문과 성격은 비슷하지만 갈래는 다른 Null Operator와, 예외처리에 관해 공부하는 시간을 갖겠다.

이후에 나오는 코드들은 Kotlin Playground에서 직접 입력하고, 실행하며 학습하면 도움이 된다!

바로 본론으로 넘어가겠다.

Kotlin

☝ Null Operators

1.1 Nullable Operator (?)

Kotlin

fun upperStr(str: String) {
    println(str.toUpperCase())
}

fun main() {
    upperStr("hellllo")
}

Result

HELLLLO

일반적으로 위처럼 fun을 정의하고, fun에 올바른 생성자를 입력하면, 하지만, 어떤 문제로 인해 함수에 null이 입력된다면 오류가 발생한다. 아래 예시를 보자.

Kotlin

fun upperStr(str: String) {
    println(str.toUpperCase())
}

fun main() {
    upperStr(null)
}

Result

ERROR : Null can not be a value of a non-null type String

이런식으로 기본적으로 null은 함수의 인자로 사용할 수 없다.

이를 가능하게 해주는 것이 Nullable Operator이다.

아래처럼 코딩하면 null을 인자로 사용할 수 있다.

물론 이 경우는 toUpperCase()가 null을 지원하지 않으므로, if문으로 예외처리를 진행하였다.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    if (str != null){
        println(str.toUpperCase())
    } else {
        println(null)
    }
}

fun main() {
    upperStr(null)
    upperStr("helllllo")
}

Result

null
HELLLLLO

모든 변수형에 ?을 붙이는 것으로, nullable하게 만들 수 있다.

1.2 Null Safe Operator (?.)

Null Safe Operator은, 왼쪽의 변수가 null이 아니면 오른쪽 함수를 수행하고, null이면 null을 반환시킨다.

말에 null이 3번이나 들어가서 무슨 말인지 헷갈릴 수 있으니, 예시를 들어 직접 확인하자.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    println(str?.toUpperCase())
}

fun main() {
    upperStr(null)
    upperStr("helllllo")
}

Result

null
HELLLLLO

1.1의 예제와 같은 함수지만, 굉장히 짧게 구현 가능해졌다.

즉, variable?.function()는 if (variable != null) function() else null과 동치관계다.

1.3 Elvis Operator (?:)

왼쪽의 변수가 null일 때 null을 return하는 연산자가 있다면, null외의 커스텀 한 값을 return하는 연산자도 있다.

?: 의 모양이 엘비스 프레슬리의 헤어스타일을 닮아서 Elvis Operator이라고 부른다고 한다.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
	var result = (str ?: "null is not string").toUpperCase()
    println(result)
}

fun main() {
    upperStr(null)
    upperStr("helllllo")
}

Result

NULL IS NOT STRING
HELLLLLO

형식은 조금 다르지만, 마찬가지로 null일 때 다른 값으로 catch하는 연산자이다.

마찬가지로, variable = target?:safety는 variable = if (target != null) target else safety와 동치관계다.

1.4 let 구문

not null일 때 특정 인자를 전달해주는 ?:도 있지만, 특정 구문을 실행해주는 함수도 존재하는데, 바로 let이다.

let 함수 안에서는 자기 자신을 it으로 lambda 식 내부로 전달해준다.

아래 예제를 살펴보면서 이해해보자.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    str?.let{
        println(it.toUpperCase())
        return
    }
    println("your string is null")
}

fun main() {
    upperStr(null)
    upperStr("helllllo")
}

Result

your string is null
HELLLLLO

main 함수에서 첫 번째로 null을 인자로 upperStr을 호출했을 때는 let 내부의 구문이 실행되지 않았다.

두 번째로 not null한 인자로 upperStr을 호출했을 때는 let내부의 구문에서 str을 it으로 호출하였고, 정상적으로 실행되어 대문자화 된 String을 출력하고, 함수를 return하였다.

1.5 nullable type - extension function

nullable type으로 선언한 변수가 null일 때, 간단히 catch 할 수 있는 확장 함수도 존재한다.

대표적으로 isNullOrBlank()가 있는데, 이 함수를 사용하면 변수가 null이거나 ""일 경우, true를 반환한다.

아래 예시를 참고하여 null일 때와 blank일 때의 예외를 catch하자.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    if (str.isNullOrBlank()) {
        var result = if(str=="") "blank" else "null"
        println("your string is $result")
    } else {
        println(str.toUpperCase())
    }
}

fun main() {
    upperStr(null)
    upperStr("")
    upperStr("helllllo")
}

Result

your string is null
your string is blank
HELLLLLO

1.6 Not Null Operator (!!)

코딩을 하다보면, nullable로 선언을 하였음에도 어떤 부분에서는 절대 null이 들어가지 않는 부분이 생길 수 있다.

하지만 컴파일러는 null이 들어오지 않는다는 점을 모르기 때문에, 계속해서 null에 대한 처리를 진행한다.

물론 null이 아니라는 뜻을 갖는 연산자이기 때문에, 값에 null이 들어가면 NullPointerException 오류가 발생한다.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    println(str!!.toUpperCase())
}

fun main() {
    upperStr("helllllo")
}

Result

HELLLLLO

만약 null을 넣는다면…

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    println(str!!.toUpperCase())
}

fun main() {
    upperStr(null)
}

Result

Exception in thread "main" kotlin.KotlinNullPointerException
	at MainKt.upperStr(Main.kt:2)
	at MainKt.main(Main.kt:6)
	at MainKt.main(Main.kt)

이렇게 NullPointerException이 발생한다.

Exception에 대해서는 바로 이어서 다뤄보자.

🤞 예외처리

Exception은 크게 두 가지 이유로 발생한다.

1. 사용자의 잘못된 조작
2. 개발자의 잘못된 코딩

Exception은 정말 많고, 상황에 따라 여러가지 예외처리 방법이 존재 하지만, 오늘은 예외처리 사용 방법에 대해 간단히 다루려고 한다.

그 중 런타임 에러를 발생시키는 RuntimeException을 상속하는 Exception의 대표적인 예는 NullPointerException, ArrayIndexOutOfBounds 등이 있다.

이들의 공통점은 컴파일러가 체크해주지 않으며 개발자가 경험으로 직접 예외처리 코드를 작성해야 한다는 점이다.

일반적으로 예외 발생 시 컴파일 시 오류가 발생한다.

하지만, 예외 처리 코드를 작성하는 것으로 오류 발생을 막을 수 있다.

Try, Catch, Finally

예외처리 코드는 세 부분으로 나눌 수 있다.

1. Try
   • 실행되는 코드
2. Catch
   • 예외 발생시 처리하는 코드
   • e.message : 예외 발생시 출력되는 메세지
   • e.stackTrace : 예외 발생 지점
3. Finally
   • 예외 발생과 관계 없이 반드시 실행되는 코드. 생략 가능.

바로 위에서 다뤘던 NullPointerException이 발생하는 코드를 예외처리해보자.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    println("${str} has inputed.")
    try{
        println(str!!.toUpperCase())
    } catch (e: NullPointerException) {
        println("NPE occured! successfully catched.")
    } finally {
        println("finally upperStr done.")
    }
}

fun main() {
    upperStr(null)
    println()
    upperStr("hellllllo")
}

Result

null has inputed.
NPE occured! successfully catched.
finally upperStr done.

hellllllo has inputed.
HELLLLLLO
finally upperStr done.

null을 입력하여 NullPointerException이 발생하였음에도 실행이 종료되지 않고 성공적으로 try-catch-finally 순으로 예외처리에 성공하였다.

기존처럼, 문자열을 넣으면 catch는 발생하지 않고 try와 finally만 발생했다.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    println("${str} has inputed.")
    try{
        println(str!!.toUpperCase())
    } catch (e: Exception) {
        println("Exception occured! successfully catched.")
    } finally {
        println("finally upperStr done.")
    }
}

fun main() {
    upperStr(null)
}

Result

null has inputed.
Exception occured! successfully catched.
finally upperStr done.

이번에는 catch의 e의 변수형을 NullPointerException이 아닌, 그냥 Exception으로 바꿔주었다.

마찬가지로, 함수 자체는 잘 실행된다.

이는, NullPointerException이 Exception을 상속하기 때문이다.

좀 더 쉽게 말하면, NullPointerException은 Exception의 아주 작은 부분 중 하나 라는 의미다.

이 때문에, 여러 종류의 Exception을 동시에 처리해야 할 때, 작은 Exception부터 catch하도록 코딩을 해야한다.

극단적인 예시로, Exception을 맨 위에 catch하도록 구현해두고 그 밑에 수 십개의 하위 Exception들이 존재한다면, 모든 Exception이 맨 위에서 catch되기 때문에, 하위 예외처리들은 절대 발동하지 않는다.

그러므로, Exception간의 상속관계를 명확히 알고, 적절한 장소에서 catch하도록 코딩하는 방법을 반드시 익혀야 한다.

아래 예제를 통해 e.message와 e.stackTrace 를 직접 사용해서 결과를 살펴보고, 예외 처리를 간단히 마무리하자.

Kotlin

fun upperStr(str: String?) {
    println("${str} has inputed.")
    try{
        println(str!!.toUpperCase())
    } catch (e: NullPointerException) {
        println("${e.message} << message")
        println("${e.stackTrace} << stackTrace")
    } finally {
        println("finally upperStr done.")
    }
}

fun main() {
    upperStr(null)
}

Result

null has inputed.
null << message
[Ljava.lang.StackTraceElement;@23fc625e << stackTrace
finally upperStr done.

참고한 블로그 : https://hongku.tistory.com/352