実現したいこと

次の三つのプロパティを持つ Todo クラスを Dart で作るとします。

• content
  • ToDo の内容
• dueAt
  • 期限
    • 任意だが、notify が有効なら必須　← これ
• notify
  • 期限前に通知を送るかどうか
    • 期限がなければ使われない

他の例

いくつかの引数のうち一つだけを排他的に必須にしたいこともあります。
例えば Flutter で child と builder の片方を必ず指定させ、他方は指定させないケースです。

その例はここでは省略しますが、この記事の情報を活用して実現できると思います。

ありがちな実装

class Todo {  
  const Todo(  
    this.content, {  
    this.dueAt,  
    this.notify = false,  
  }) : assert(notify == false || dueAt != null);  
  
  final String content;  
  final DateTime? dueAt;  
  final bool notify;  
}  

期限は nullable にして、assert() によって「通知を無効にしていれば期限は任意」と「そうでなければ期限は必須」のチェックを行っています。

不満な点

動作はしますが、assertion は実行時までエラーにならず、リリースビルドでは無視されます。
通知を有効にしたのに期限を省略する（または null を渡す）という誤った使い方をこの Todo クラスの使用側で確実に防ぐように対策していない場合に、本番の実行時に想定外の動作として初めて現れる可能性が残ります。

また先ほどの Flutter の例では、「child と builder の両方渡してはいけない」というプレッシャーを使用者に与えるだけで不可能にはなっていないので、間違いが起こるかもしれません。
コンストラクタのドキュメントにはその注意書きもわざわざしなければならなくなります。

改善 – コンストラクタを分ける 1

コンストラクタを分けることで使い方を制限するのが安全です。
名前付きコンストラクタを活用しましょう。

class Todo {  
  const Todo(this.content)  
      : dueAt = null,  
        notify = false;  
  
  const Todo.schedule(  
    this.content, {  
    required DateTime this.dueAt,  
    this.notify = false,  
  });  
  
  final String content;  
  final DateTime? dueAt;  
  final bool notify;  
}  

こうすると、期限を指定したい場合に名前付きコンストラクタ（Todo.schedule）のほうを使うように強制できます。
内容のみを指定したい場合にも、余計な引数のないデフォルトコンストラクタの一択になって使いやすいという利点があります。

ポイント

required DateTime this.dueAt,  

この行がポイントです。
dueAt というプロパティの型は nullable な DateTime? ですが、引数では non-nullable な DateTime に限定しています。

この方法の見つけにくさ

const Todo.schedule(  
  this.content, {  
  required DateTime dueAt,  
  this.notify = false,  
}) : dueAt = dueAt; // Use an initializing formal to assign a parameter to a field.  

Flutter SDK のソースコードではどうなっているか

改善 – コンストラクタを分ける 2

上の方法では、使わないプロパティは初期化リストで初期化しないといけませんでした。
null でいい場合でも明示的な初期化が必要です。

const Todo(this.content)  
    : dueAt = null,  
      notify = false;  

この初期化リストの記述は、コンストラクタやプロパティの数が多いほど面倒になります。
その場合には redirecting factory コンストラクタが役立ちます。

class Todo {  
  const Todo._(this.content, {this.dueAt, this.notify = false});  
  
  const factory Todo(String content) = Todo._;  
  
  const factory Todo.schedule(  
    String content, {  
    required DateTime dueAt,  
    bool notify,  
  }) = Todo._;  
  
  final String content;  
  final DateTime? dueAt;  
  final bool notify;  
}  

redirecting factory は他の種類のコンストラクタより少し難しいですが、うまく使うと便利です。
適所を見つけて活用したいですね。

クラス自体を分ける

コンストラクタを分けずにクラスを分ける方法も可能です。

class Todo {  
  const Todo._(  
    this.content, {  
    this.dueAt,  
    this.notify = false,  
  });  
  
  const Todo(this.content)  
      : dueAt = null,  
        notify = false;  
  
  // 上記の代わりにfactoryかredirecting factoryでもいい  
  // factory Todo(String content) = Todo._;  
  
  final String content;  
  final DateTime? dueAt;  
  final bool notify;  
}  
  
class ScheduledTodo extends Todo {  
  const ScheduledTodo(  
    super.content, {  
    required DateTime super.dueAt,  
    super.notify,  
  }) : super._();  
  
  @override  
  DateTime get dueAt => super.dueAt!;  
}  

required DateTime super.dueAt の部分はコンストラクタを分ける場合とほぼ同じで、this が super になっただけです。

それよりも注目したいのは super._() です。
super.dueAt のような super 引数は通常は親クラスのデフォルトコンストラクタに対して渡されますが、この指定によって Todo._() に対して渡すことができます。
イニシャライザリストで super._(content, dueAt: dueAt, notify: notify) と書く代わりに全部を super 引数で渡していて、他に渡すものがないので super._() だけを書いている形ですね。

クラスを分けるメリット

コンストラクタを分けた場合、Todo.schedule の dueAt という引数が non-nullable であってもプロパティは nullable なままです。

final todo = Todo.schedule('Buy milk', dueAt: DateTime(2023, 1, 31));  
final dueAt = todo.dueAt; // nullable  

一方、クラスを分けた場合は DateTime get dueAt => super.dueAt!; のようにゲッターで override して non-nullable にすることができます。

このようなメリットはありますが、やや手間がかかるので私はコンストラクタを分ける方法を主に選択すると思います。
でも、引数とプロパティを子クラスでのみ non-nullable に変える方法は、タイトルの目的以外でも使いたい機会がありそうです。

注意

Todo 型にすると当然ながら nullable になるのでご注意ください。

final todo = ScheduledTodo('Buy milk', dueAt: DateTime(2023, 1, 31));  
final dueAt = todo.dueAt; // non-nullable  
  
final Todo todo2 = todo;  
final dueAt2 = todo2.dueAt; // nullable