【Java】0除算とInfinityの仕組みを解説｜経験の浅い方でも分かるサンプル付き

お疲れ様です。はるさらと申します。

Javaで数値計算をしていると「0で割ったらどうなるの？」という
疑問が出てくることがあります。

特に整数型ではエラーになるのに、浮動小数点型ではエラーにならず
Infinity や NaN が返るため、混乱しやすいポイントです。

この記事では、Javaにおける0除算とInfinityの挙動を整理し、
サンプルコードを交えながら分かりやすく解説します。
経験の浅い方がつまずきやすい点や、
実務での注意点についても触れていきます。

Table of Contents

Javaでの0除算の基本挙動

整数型の場合

int や long などの整数型で0除算をすると、必ず例外が発生します。

public class IntDivisionExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 0;
        System.out.println(a / b);
    }
}

実行結果:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

整数では0除算は数学的に定義されないため、
Javaでは 実行時エラー（ArithmeticException） が投げられます。

浮動小数点型の場合

一方で double や float では、0除算をしても
エラーにはならず、特殊な値が返ります。

public class DoubleDivisionExample {
    public static void main(String[] args) {
        double a = 10.0;
        double b = 0.0;

        System.out.println(a / b); // Infinity
        System.out.println(-a / b); // -Infinity
        System.out.println(b / b); // NaN
    }
}

実行結果:

Infinity
-Infinity
NaN

正の数 ÷ 0.0 → Infinity
負の数 ÷ 0.0 → -Infinity
0.0 ÷ 0.0 → NaN

このように、浮動小数点型ではIEEE 754の規格に従った挙動になります。

なぜInfinityが返るのか？

Javaの浮動小数点型は IEEE 754規格 に基づいて設計されています。
この規格では、数値の範囲を超えた場合や
0除算をした場合の動作が定められています。

0で割ったときにエラーを出さずに Infinity を返すのは、
計算処理を途切れさせないため。
ただし NaN（Not a Number）は計算の結果が定義できないケースを示します。

つまり、InfinityやNaNは「異常終了を防ぐ仕組み」でもありますが、
そのまま後続の計算に使ってしまうと不具合につながる可能性があります。

実務での0除算とInfinityの扱い方

平均値を計算するケース

売上金額を注文件数で割って「平均単価」を出すようなケースを考えてみましょう。

public class AveragePrice {
    public static void main(String[] args) {
        double sales = 100000.0;
        double orders = 0.0;

        double avg = sales / orders;
        System.out.println("平均単価: " + avg);
    }
}

実行結果:

平均単価: Infinity

注文件数が0件の場合にそのまま計算すると、Infinityが返ってしまいます。
これでは業務システムとして正しく動作しているとは言えません。

if文で事前チェックする方法

0除算を防ぐためには、割り算を行う前にチェックを入れるのが基本です。

public class SafeAveragePrice {
    public static void main(String[] args) {
        double sales = 100000.0;
        double orders = 0.0;

        double avg;
        if (orders != 0.0) {
            avg = sales / orders;
        } else {
            avg = 0.0; // デフォルト値を設定
        }
        System.out.println("平均単価: " + avg);
    }
}

三項演算子を使った簡潔な書き方

public class SampleSauce {

	public static void main(String[] args) {
        double sales = 100000.0;
        double orders = 0.0;

        double avg = (orders != 0.0) ? sales / orders : 0.0;
        System.out.println("平均単価: " + avg);
	}
}

シンプルに書けるため、実務でもよく使われるパターンです。

代替手法の比較

try-catchを使う方法

整数除算の場合は例外が出るので、例外処理でカバーすることも可能です。

public class TryCatchDivision {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 0;

        try {
            System.out.println(a / b);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("0で割ることはできません: " + e.getMessage());
        }
    }
}

ただし、実務では if文で事前にチェックする方が
可読性もパフォーマンスも良いとされます。