try-catch-finallyの挙動について

Question

前提・実現したいこと

oracle java se8 silverの資格の為の勉強をしています。

try-catch-finallyにてcatchブロック内でreturnする前にfinallyブロックで変数に+10しているのですが反映されない理由がわかりません。

もともとの問題はsampleメソッドの中のval変数はint型でプリミティブ型です。この解答には納得がいきます。

解答には続きがあり、変数を参照型に変更すればfinallyブロックの処理が適用されるはずだとあります。結果として反映されないのですが理由がわかりません。

どなたかわかる方回答よろしくお願いいたします。

該当のソースコード

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Integer result = sample();
　　　　　　　　　//-> 10 (プリミティブ型)
                //-> 20 (参照型になるはず)
	}


	private static Integer sample() {
		Integer val = new Integer(0);
		try {
			String[] array = {"A", "B", "C"};
			System.out.println(array[3]);
		} catch(RuntimeException e) {
			val = 10;
			return val;
		} finally {
			val += 10;
		}
		return val;
	}
}

Answer 1

解答には続きがあり、変数を参照型に変更すればfinallyブロックの処理が適用されるはずだとあります。

次のように、参照先が変わらない例を用いると良いです。

import java.util.*;


class Main {
    static List<Integer> func1(List<Integer> list) {
        try {
            System.out.println("try");
            throw new RuntimeException();
        }
        catch(RuntimeException e) {
            System.out.println("catch");
            return list;
        }
        finally {
            System.out.println("finally");
            list.add(42);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        var list = new ArrayList<Integer>(List.of(1, 2, 3));
        
        System.out.println(list);
        func1(list);
        System.out.println(list);
    }
}

実行結果 Wandbox

[1, 2, 3]
try
catch
finally
[1, 2, 3, 42]

結果として反映されないのですが理由がわかりません。

再代入が発生しているからです。
代入前と代入後の変数valは、指し示すオブジェクトが違います。

val += 10;

これは、次のように書いたのと同じ。

val = val + 10;

これは先の例を少し改変しても再現できます。

import java.util.*;


class Main {
    static List<Integer> func1(List<Integer> list) {
        try {
            System.out.println("try");
            throw new RuntimeException();
        }
        catch(RuntimeException e) {
            System.out.println("catch");
            return list;
        }
        finally {
            System.out.println("finally");
            //list.add(42);
            list = List.of(9, 8, 7);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        var list = new ArrayList<Integer>(List.of(1, 2, 3));
        
        System.out.println(list);
        func1(list);
        System.out.println(list);
    }
}

実行結果 Wandbox

[1, 2, 3]
try
catch
finally
[1, 2, 3]

まとめ

} catch(RuntimeException e) {
    val = 10;
    return val;                  // この時点で返すべきvalオブジェクトが決まっている。
} finally {
    val += 10;                   // 新しいオブジェクトを再代入しても元のオブジェクトには反映しない。
}

変数とオブジェクトの差を意識しないとなかなか気付きづらいです。

Comments

[退会済みユーザー]

回答ありがとうございます。
再代入がされているからfinallyブロック内のvalとcatch内のvalは参照先が違うということですね！
ありがとうございました！

[LouiS0616]

ついでに。

IntegerやDouble、Stringなどの参照型は不変(immutable)ですので、同じオブジェクトは常に同じ値を保持しています。オブジェクトのフィールドだけをこっそり書き換えることはできません。
説明に際してListを持ち出したのはこの辺りの事情があったりします。

[LouiS0616]

変数とオブジェクトの違いは、final修飾を学ぶ際にも意識しなければなりません。
頑張って下さいね。

[退会済みユーザー]

ご親切に色々な情報ありがとうございます。
String型がimmutableだというのは把握していましたがIntegerやDoubleまでImmutableだと思っていませんでした！
ありがとうございました！

Answer 2

つぎのコードを研究してみてください。

package teratail;

public class Kadai1203 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] ary = { 0 };
        Integer result = sample(ary);
        System.out.println("result=" + result + ", ary[0]=" + ary[0]);
    }

    private static Integer sample(int[] ary) {
        int val = 0;
        try {
            String[] array = { "A", "B", "C" };
            System.out.println(array[10]);
            System.out.println("# 1");
        } catch (RuntimeException e) {
            val += 1;
            ary[0] += 1;
            System.out.println("# 2");
            return val; // <-- ここを 有効 / 無効に変化させる
        } finally {
            val += 10;
            ary[0] += 10;
        }
        System.out.println("# 3");
        return val;
    }
}

実行例

int と int[] の値の変化の差、 try 節中での return の有無での挙動の差に注目してください。

Comments

[退会済みユーザー]

katoy様ありがとうございます！
研究してみます！！

Answer 3

catch節内のreturnが実行される時点で、返り値にはvalの値となってます。
その後でいくらvalを操作しようと、返り値には影響しません
この操作を反映したいなら、その操作のあとでreturn val;する必要があります

Comments

[退会済みユーザー]

回答ありがとうございます。
なぜreturnする前にfinallyブロックを仲介するのに変数が更新されないのですか？
それは決まりということでしょうか？
catchブロック内とfinallyブロック内のvalは同じオブジェクトを参照してるはずですよね？