PHPのnull + nullはなぜ0になるのか。PHPにおけるnullの扱いを理解して仲良くなろう

PHPのnull + nullはなぜ0にな るのか。PHPにおけるnullの扱 いを理解して仲良くなろう PHPカンファレンス 沖縄 2023年9月16日 tyamahori (ちゃまほり)/玉堀和輝

もくじ • 自己紹介 • 登壇背景 • nullとはなにか • null + nullの挙動 • PHP以外 • PHP • php-srcを読む • PHPの世界でのnullとの付き合い方 • まとめ

自己紹介

tyamahori(ちゃまほり) 本名 玉堀和輝(たまほり かずき) X(旧:Twitter) @tyamahori 生年月日 1989/09/24 出身/在住 千葉県香取市/千葉県船橋市 経歴 Webアプリケーション開発者(PHP/Laravel) 2017/05 ~ 所属 株式会社LITALICO 2022/08 ~ キーワード 設計/DDD/クリーンアーキテクチャ /Laravel/PHP/Docker/OrbStack/Jetbrains/P hpStorm/環境構築

• https://twitter.com/tyamahori

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登壇背景

仕様の理解不足 • null + null = 0 の挙動を理解していなかった • バグ対応に時間を溶かし、悔しい思いをした • どういう挙動なのかが気になった

そもそもnullってなんだ？

ネット上での定義

トイレットペーパーの例 0より大きい null 0 null

つまり、nullとは？ • 「なにもない」や「存在しない」 • 0ではない • 空文字ではない

他言語のnull + nullの挙動は？

Java

Ruby

Python

TypeScript

JavaScript

Go

Perl

比較結果 • null + null はエラーになることが多い • PHPとしてnullの演算はどう扱うのがただしいのかは論点にはなりそう • PHP,JavaScript,Perlの場合は0 Java Error Ruby Error Python Error TypeScript Error JavaScript 0 Go Error Perl 0

PHPのnullを使った四則演算

検証するPHPのバージョン

四則演算(足算、引算、掛算)

四則演算(割算)

nullを利用した比較演算、キャスト

PHPの挙動まとめ • 四則演算ではnullは0になる • null !== 0 • null !== ‘’ • (int)null === 0

php-srcでnull + nullの挙動をみる

php-src環境 リポジトリURL https://github.com/php/php-src ブランチ https://github.com/php/php-src/tree/PHP-8.2.8 PHP version PHP 8.2.8-dev (cli) (built: Aug 20 2023 23:11:51) (NTS DEBUG)

• https://github.com/php/php-src
• https://github.com/php/php-src/tree/PHP-8.2.8

大まかな流れ 処理の起動 スクリプトの解析し、構造体を生成 構造体をもとにOpcode生成 Opcode実行 • php-srcを読んでみよう @tzm_freedomさん • PHPの関数実行とその計測（記事版） - Qiita @sji_chさん

• https://speakerdeck.com/tzmfreedom/php-src-codereading?slide=35
• https://twitter.com/tzm_freedom
• https://qiita.com/sj-i/items/836fa5a5e246961c40b6
• https://twitter.com/sji_ch

null + null が0に置き換わる https://github.com/php/php-src/blob/PHP-8.2.8/Zend/zend_operators.c#L275

• https://github.com/php/php-src/blob/PHP-8.2.8/Zend/zend_operators.c

null + null; • nullの構造体とそのコピーがポインタ引数で渡る。 • 第一引数をもとに、型のチェックをし、nullの場合、コピーである第2 引数のデータ構造に対して、0を割り当てる • 後続処理で、0を割り当てたholderを利用する。

array_sum([null])におけるnullの変換 https://github.com/php/php-src/blob/PHP-8.2.8/Zend/zend_operators.c#L192

• https://github.com/php/php-src/blob/PHP-8.2.8/Zend/zend_operators.c

まとめ

PHPの null + null = 0の由来はどこから？ • 歴史的経緯は不明 • メーリングリストやGitHubのissueにはそれらしい情報はに当たらず。。。 • PHPは当時は型が今ほど固くはなかったからか • 暗黙的にnull + nullは0に変換して処理を行うことが当時の思想にあっていた 説？ • Perl, awkコマンドの影響を受けた説？

null+nullが0の問題点 • 暗黙的な型変換により、意図しな い処理結果になりうる • nullはどう扱う？ • 本当にnull+nullは0で良いのか？ • DBや外部APIからデータを持ってき たときnullがあったらどうする？ • countするときにnullの数は？含 める含めない？ • 平均値を出すときの分母変わる

null + null = 0 と付き合う • 数値を扱う場面でnullがある場合を考慮する • nullは外す、もしくは無視する • 何かしらの数値に置き換える • 例外を投げて処理をやめる • nullがどう変換されるかは、関係者で決める • 共通理解のもと、業務ロジックが組み立てられる。 • 型の相互変換(Type Juggling)の仕様は要チェックや！ • https://www.php.net/manual/ja/language.types.type-juggling.php • 整数への変換ルール • `null は、常に0に変換されます。`との記載はある • https://www.php.net/manual/ja/language.types.integer.php#language.type s.integer.casting

• https://www.php.net/manual/ja/language.types.type-juggling.php
• https://www.php.net/manual/ja/language.types.integer.php

あるべき姿について • nullのキャスト周りはエラーになるべき • 暗黙的な変換が行われるとバグの温床 • null と 0 は違う。

おわりに • PHPでは、null + nullは0です！ • 仕様です。 • この挙動を理解した上で、PHPと付き合 っていこう！ • nullのハンドリングはどうするかは、 関係者で共通認識を持とう！ https://twitter.com/tyamahori/status/1685507147889782784

• https://twitter.com/tyamahori/status/1685507147889782784

ご清聴ありがとうございました

参考資料 • • • • • • • • • • • • • • • • https://github.com/php/php-src https://github.com/nickdiego/compiledb https://speakerdeck.com/tzmfreedom/php-src-codereading https://3v4l.org/ https://dev.to/ramsey/using-clion-with-php-src-4me0 https://www.jetbrains.com/ja-jp/clion/ https://www.php.net/manual/ja/language.types.null.php https://blog.freedom-man.com/2022 https://blog.hanhans.net/2021/07/06/php-step-debug-clion/ https://www.slideshare.net/do_aki/phpsrc https://zenn.dev/hgsgtk/articles/fb9af8bfc64ec37bce2d https://wa3.i-3-i.info/word13709.html https://amazon.co.jp/dp/429713571X/ PHP の関数実行とその計測（記事版） - Qiita https://tech.respect-pal.jp/php-helloworld https://www.php.net/manual/en/language.types.type-juggling.php

• https://github.com/php/php-src
• https://github.com/nickdiego/compiledb
• https://speakerdeck.com/tzmfreedom/php-src-codereading
• https://3v4l.org/
• https://dev.to/ramsey/using-clion-with-php-src-4me0
• https://www.jetbrains.com/ja-jp/clion/
• https://www.php.net/manual/ja/language.types.null.php
• https://blog.freedom-man.com/2022
• https://blog.hanhans.net/2021/07/06/php-step-debug-clion/
• https://www.slideshare.net/do_aki/phpsrc
• https://zenn.dev/hgsgtk/articles/fb9af8bfc64ec37bce2d
• https://wa3.i-3-i.info/word13709.html
• https://amazon.co.jp/dp/429713571X/
• https://qiita.com/sj-i/items/836fa5a5e246961c40b6
• https://tech.respect-pal.jp/php-helloworld
• https://www.php.net/manual/en/language.types.type-juggling.php