Javaのif文の適切な書き方について

Question

前提

Javaの学習中にふと思ったのですが、
if文について例となるサイトはいくつもありますが、例となっているものは、
if-else文か、if-else if - else文が多く、if-else ifの例があまり出てきません。
if-else if文は、一般的に使用しないのでしょうか。
下記の例で、args[0]に必ず"1"か"2"が代入されるケースだと、書き方①（if-else if）と②（if-else（コメントで補記））のどちらが望ましいでしょうか。
当たり前すぎる質問かもしれませんが、お答えいただけると幸いです。

該当のソースコード

public class Main {

	private static final String OPTION1 = "1";
	private static final String OPTION2 = "2";

	public static void main(String[] args) {
		String answer = args[0];
		
		// 書き方①
		if (OPTION1.equals(answer)) {
			System.out.println("〇");
		} else if (OPTION2.equals(answer)) {
			System.out.println("×");
		}
		
		// 書き方②
		if (OPTION1.equals(answer)) {
			System.out.println("〇");
		// answerが2の場合
		} else {
			System.out.println("×");
		}
	}
}

Answer 1

要件次第です。
「外部からの任意の入力は信用しない」というのが原則です。
故に、バリデーション（入力値検査）を行って、意図しない外部入力を受け入れないように配慮します。

「1以外は全部2(×)とする」という仕様なのであれば、書き方②のほうで良いでしょう。

そうでないなら書き方①にelseを入れるか、それより前に「1でも2でもない場合は無効」という判定を入れて戻し（これがバリデーション）、アプリケーションを終了させるか再入力を促します。
（書き方①だけだと不十分になる可能性は高い）

Comments

[mami_fullkawa.]

ご回答ありがとうございました。
「「外部からの任意の入力は信用しない」というのが原則です。」というのを念頭に置いて、要件（仕様）に応じて判断したいと思います。
アプリケーションを終了させるか再入力を促すかは、要件によって判断したいと思いますが、「（書き方①だけだと不十分になる可能性は高い）」とのことなので、基本的には、if-else if ではなく、 if-elseかif-else if -elseを使用することを考えたいと思います。

[m.ts10806]

直接的に答えると「ベストはない」です。
常に同じような実装が望ましいわけではありません。

Answer 2

else ifを使えばその他の場合をさらに細分化できますが、重要なのは、細分化ではなく全ての場合を尽くすことです。この例で、ansewerの取りうる値の集合は何でしょうか。

answer = {1,2}
answer = {1,2,...}

最初の例だと全てを尽くす条件は以下のようになります

• 1か、それ以外
• １か、２

２番目の例は、1,2以外の要素がある(後で追加されるかも知れない)ので、全てを尽くす条件は以下のようになります

• 1か、それ以外
• １か、２か、それ以外

全ての場合を尽くさないと、漏れた値に対応できません。また、分割する集合に共通部分があると、バグやデッドコードを生じることがあります。

条件分岐はさまざまな書き方ができますが、　プログラミング言語に関係なく、次のように記述してください。

• 全ての場合を尽くしていること
• 条件分岐で分割する集合は互いに素(共通部分がない)こと

switchを使ってみます。default:を付けて全てを尽くしてください。

    // 書き方③
    if (answer == null) {
      // nullを除外
      throw new NullPointerException();
    }
    switch (answer) {
    case OPTION1:
                  // ...
                  break;
    case OPTION2:
                  // ...
                  break;
    default:
                  assert false;
    }

Comments

[xebme]

ifを文ではなく式とみなす言語ではelseの省略を許しません。

[xebme]

解答の主旨から少し外れますが、answerがnullの場合を問われるなら、elseは必須としておきましょう。nullは、不明というコードに置き換えてみると概念的にすっきりします

[xebme]

assert false;を追加しました。コードは常に変更されるため。

[mami_fullkawa.]

nullのケースが問われる場合では、else文に記載する（それ以外の値の条件とnull（不明）の条件をまとめて書く）ものばかりと思い込んでいましたが、書き方③のように、事前に明示的にnullチェックを書く書き方もあるとわかりました。
また、「２番目の例は、1,2以外の要素がある(後で追加されるかも知れない)ので、全てを尽くす条件は以下のようになります」の(後で追加されるかも知れない)の部分に関しては、考えてもおりませんでした。「assert false;を追加しました。コードは常に変更されるため。」も同様に、コードが変更（追加）されるときのことも考えて、修正しました。

if (answer == null) {
// nullを除外
System.out.println("null");
}

if (OPTION1.equals(answer)) {
System.out.println("〇");
} else if (OPTION2.equals(answer)) {
System.out.println("×");
} else {
assert false : "想定外";
}

assert false;に関しても、調べると「一応チェックしているけど、理論上有り得ないと思ってる」のような意思表示にもつかえるみたいなので、else文には、assert false;かthrow new UnsupportedOperationException();などのエラーをスローする処理を書こうと思います。
勉強になりました。ありがとうございました。
https://qiita.com/yskszk/items/ca98ec551886245182e3

[jimbe]

>if (answer == null) {
>// nullを除外
>System.out.println("null");
>}

これだけでは除外していません。
結局 assert まで行きますので、 xebme さん回答の「条件分岐で分割する集合は互いに素(共通部分がない)こと」に抵触すると思います。
"null" 表示後は速やかにロジックを終わるべきでは無いでしょうか。

[xebme]

jimbeさんコメントを見落としていました。
nullの場合は例外を投げて早く失敗させます。nullはifの対象に含まないことになり、処理としては事前条件チェックに該当します。回答も修正しました。

Answer 3

"必ず" をどこまで保証出来るかです。
else を書くだけの手間を省いた所為で "必ず" が守られなかった場合に問題が発生したら、コードを書いた本人は "仕様通りです" と言っても顧客の信用は無くすでしょう。
仕様通りだけでは無く、仕様通りで無い状態になる可能性も含めてコードを書いておいたほうが保険にはなります。

Comments

[mami_fullkawa.]

回答ありがとうございました。おっしゃる通り、"必ず"を保証できないケースも多々あるはずなので、保険的な考え方も持ち合わせて、基本的にはelseを書く考え方で、判断しようと思います。

Answer 4

本来は

if( 条件式A ){
    // 処理A
}else if( 条件式B ){
    // 処理B
}else{
    // 処理C
}

で一つだと思います。でも仕様によってはelseもelse ifも必要が無い場合もあります。

たとえば bool isWritten という変数があり、これの値がtrueのときに処理Aをそれ以外なら処理Bをする場合、

isWritten == true -> 処理A
isWritten == false -> 処理B

ですけど、これを上記の基本的なものに埋め込むと

if( isWritten == true ){
    // 処理A
}else if( isWritten == false ){
    // 処理B
}else{
    // 処理C
}

となります。ですがbool型は trueかfalseしかありません。最初のif( isWritten == true )を満たさないのならもう一方の falseになっているはずです。二択のうちの一つが存在しないならもう、一択しかないですね。
ということはisWritten == trueを満たさない時点でisWritten == falseも決まったようなものです。
(言語によってはundefinedとかのような値になったりしますが、常に何らかの値が入っているという前提で)

trueじゃないならfalse, falseじゃないならtrueという感じなのでelseが出てくる理由はないですよね。
だって書いてもそこに到達するものないじゃないですか。

仮にbool isWritten = false;だとしたら、if( isWritten == true )は満たさないので、次のelse ifに。
else if( isWritten == false )は満たしますからelseには行きません。

でも、先ほど書いたように trueならfalseを満たさず、falseならtrueを満たさないという排他的な関係なので、
「else ifではなくelseで対応可能」となります。

なので

if( isWritten == true ){
    // 処理A
}else{
    // 処理B
}

と書けますね。isWritten == true を満たさないなら 値はfalseってことは確定だからelseでも対応可能ですね。

で、int型で複数の値になる場合 ( 選択肢が { 1, 2, 3, 4, ... } と複数あるとか )は else ifを使って分岐させる。

int a = 10;
if( a == 1 ){
    // 処理A
}else if( a == 2 ){
   // 処理B
}else if( a == 3 ){
   // 処理C
}...{
...
}else{
   // 処理X
}

でも変数に入っている値は「常に 1≦値≦10でないといけない」場合でもたとえばa = 130のような範囲外の値になっていたりすることもある。
そうなるとelse ifだけでは足りない。やるとしたらもう人間の手には負えません。
だって -1304213 とかみたいな値を入れられる可能性があるんですよ? マイナスだけじゃなくてプラスも。
面倒ですね。ということでelseを使って「今までの条件に該当しないなら」つまり、範囲外の値ならとする。

そしてこの値が文字列だとどうでしょうか?「はろー」「ぐっばい」…といろんな候補があるのでその分岐のためにelse ifを使う。

だから基本は最初に挙げたelse ifとelseも使ったヤツで、必要な分使っていけばいいということです。

Comments

[mami_fullkawa.]

詳しいご回答ありがとうございました。boolean型の箇所の説明がわかりやすく納得いきました。基本は、if-else if -else文で考えて、不要な場合は、分岐条件を変えたいと思います。

[mami_fullkawa.]

あと、記載していただいたコードを見て、選択肢（条件分岐）が２択の場合は、trueかfalseで判断したほうがわかりやすかったので、条件に何を使用するかは、仕様に応じて変えたいと思います。

[BeatStar]

なんでもかんでもtrue/falseでやると可読性が悪くなるので必要に応じて使ってくださいね。

Answer 5

else ifは高い拡張性を有する。