Kotlin nullなListにPlus()したときの動作について

Question

前提

var Test:List<Int>? = listOf(0)
Test = Test?.plus(2)
println(Test)
//[0,2]

発生している問題

var Test:List<Int>? = null
Test = Test?.plus(2)
println(Test)
//[null,2]になってほしいが、実際はnull

###知りたいこと

//以下の質問では
var Test:List<Int>? = null
//を前提として、この宣言は変更できないとする。

//Q1
//plus()を用いてprint(Test)で「[null,2]」と表示させるにはどうすればよいか？
//それが不可能な場合、どのメソッドを使えばよいか？

//Q2
//もしかしてnullなListにどれだけplus()しても元のListはNullのままか？

var Test:List<Int>? = null
Test = listOf()
Test = Test?.plus(2)
println(Test)
 //[2]
//Q3
//以上のように、一度ListをlistOf()で初期化するとnullが消えるが、
//listOf()のような初期化を使用せずにTestの要素からnullを消して「2」を追加するにはどうすればよいか

Q4 これはQ1~Q3の質問を要因をするに至ったプログラムソースです。

data class testclass(var a: String? = null, var b: Int? = null, var c:List<Int>? = null)
 
fun main() {
    var test1:testclass? = null
    var test2 = testclass("100",50,null)
    test2.c = listOf(10,20)
    println(test2)
    //testclass(a=100, b=50, c=[10, 20])
    //test2.cはnullだったのにlistOfで代入できている！？(nullは何を代入してもnullのままのはず・・・)
    test1 = test2
    println(test1)
    //testclass(a=100, b=50, c=[10, 20])
    //test1はnullで、test1のすべてのプライマリコンストラクタもnullなのに代入できている！？
}

・「nullに代入」はできているのに、なぜ「nullにplus()」はできないのか。
・上記のtest1 = test2とTest = Test?.plus(2)の=は違う働きをしているのか。

試したこと

もとはQ1を解決するためにいろいろ試していたが、その過程でQ2,Q3の疑問が生まれたため省略する。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Kotlin 1.9.24

Comments

[maisumakun]

Q1とQ3ですが、「何を目的として」そのようなことを行いたいのでしょうか？

[web_sql]

訳あって詳しくは話せないないのですが・・・
・Springbootを用いてWebアプリを作成している
・formを用いてDBからデータをListで取ってきたい
・そのListはform内でTest:List<(オブジェクト名)> = nullとして定義されていて、変更できない
・そのListにDBからとってきたデータを代入したい

こんな感じですかね・・・。

[maisumakun]

> そのListはform内でTest:List<(オブジェクト名)> = nullとして定義されていて、変更できない

再代入できないのであれば、永遠にnullから変えることは不可能です。

Answer 1

質問にある「nullなList」という物は存在しません。

var Test:List<Int>? = null

こうかくと、変数 Test はリストではなくnull そのものです。nullはリストではないので、リストのメソッドであるところの plus() も使うことができませんし、 そのときの Test に 2 を追加して [null, 2]にすることはそもそも不可能なのです。

逆に考えて、2を追加した結果が [null, 2] となるのは、 [null] 、ようするに1つのnullを要素にしたリストです。これはリストなので、plus(2)をすることができます。

    var Test: List<Any?> = listOf(null)
    Test = Test.plus(2)
    println(Test)

---

追記
コメントにあった以下の文

・そのListはform内でTest:List<(オブジェクト名)> = nullとして定義されていて、変更できない
・そのListにDBからとってきたデータを代入したい

先に書いたとおり、Testはnullで初期化されていますが、型からすると、本来はそのオブジェクトのリストのはずです。そのリストの要素にDBから取ってきたデータを入れるには、先にも書いたとおり、初期化で使われたnullは捨てて、新たに作ったリストを代入するしかありません。

Test = listOf<オブジェクト>() 

として、以下でループでDBから取得した要素を追加。先頭にnullを残すかどうかは、実装に依存しますが、通常は不要でしょう。
そもそも、なぜnullで初期化するのかも意味がわかりませんし。

Comments

[web_sql]

回答ありがとうございます。
非常に参考になりました。ありがとうございました。

Answer 2

//Q1
//plus()を用いてprint(Test)で「[null,2]」と表示させるにはどうすればよいか？
//それが不可能な場合、どのメソッドを使えばよいか？

Q2,Q3は、意味不明なのでほかす。

$ kotlinc
>>> var Test: List<Int?> = listOf()

>>> Test = Test.plus(null)
>>> Test = Test.plus(2)

>>> println(Test)
[null, 2]

Comments

[maisumakun]

前提条件を守っていない回答です。

[web_sql]

回答ありがとうございます。
非常に参考になりました。ありがとうございました。

Answer 3

maisumakun様、shiketa様、TakaiY様、ご回答ありがとうございました。
ご回答を参考にさせていただいたり、自分で調べていくうちに
かなりの勘違いや覚え間違いをしていたことが分かったので、ここでまとめておきます。

Q1,Q2

• var Test:List<Int>? = nullと宣言するとTestはnullそのものであって[null]ではない
• Listに対するplus()は要素を追加したリストを返すだけで、そのListそのものを変更しない

var Test1:List<Int> = mutableListOf<Int>(1)
var Test2:MutableList<Int> = mutableListOf<Int>(1)

Test1.plus(2)
println(Test1)//1
Test1 = Test1.plus(2)
println(Test1)//(1,2)

Test2.add(10)
println(Test2)//(1,10)

• Listに対してはadd()出来ない。mutableListならできる
• Listに対してmutableListOfはできるが、これをしたからといってListの型はmutableListにはならない

var Test1:List<Int> = mutableListOf<Int>(1)
Test1.add(109)//Unresolved reference 'add'.

• nullそのものに対してadd()は出来るけど意味がない。plus()はそもそもエラーになる

(mutablelistに対してnullを代入するとList型として扱われる？)

var Test1:MutableList<Int>? = null
    
Test1 = Test1?.plus(2)
println(Test1)//Assignment type mismatch: actual type is 'kotlin.collections.List<kotlin.Int>?', but 'kotlin.collections.MutableList<kotlin.Int>?' was expected.

Test1?.add(10)
println(Test1)//null

• ただし、nullに対して代入を行うことはできる。

test:Int= null
test = 4
print(test)//4
var test2:MutableList<Int>? = null
test2 = mutableListOf(10)
print(test2)//[10]

Q3

そもそもvar Test:List<Int>? = nullと書いている時点でTestの要素はない(Testそのものがnull)
var Test:List<Int> = [null]なら以下のように書けば[null]を[2]にできる

var test2:MutableList<Int?> = mutableListOf(null)
test2[0]=2
print(test2)//[2]

Q4

• 「nullに代入」はできているのに、なぜ「nullにplus()」はできないのか。

→[null]にplus()とnullにplus()は違うもの
[null]にplus()すれば[null,(追加した値)]だが、nullそのものにplus()してもlistそのものがないんだからplus出来ない

• 上記のtest1 = test2とTest = Test?.plus(2)の=は違う働きをしているのか。

→同じであり、特に違う動きはしていない

Answer 4

もしかしてnullなListにどれだけplus()しても元のListはNullのままか？

はい。?.でメソッドを呼ぶ場合、左辺がnullであれば何も起きません。

Comments

[maisumakun]

> 「nullに代入」はできているのに、なぜ「nullにplus()」はできないのか。

この回答の通り、nullに対して?.でメソッドを呼び出しても何も起きません。代入してオブジェクトを置き換えることは全く問題ありません。

> 上記のtest1 = test2とTest = Test?.plus(2)の=は違う働きをしているのか。

同じです。Test?.plus(2)の結果は（plusメソッドが呼ばれず）nullとなるので、再代入しても何も変化しないです。

[maisumakun]

> nullは何を代入してもnullのままのはず・・・
そんな事はありません（質問の追記では、「再代入すら行えない」という前提でのコメントでした）。

[web_sql]

回答ありがとうございます。
非常に参考になりました。ありがとうございました。