Set

Java – Setの要素を操作する方法まとめ – 追加/削除/取得/検索

JavaのSetは重複を許さないコレクションで、主にHashSetやTreeSetが使用されます。

要素の操作方法は以下の通りです。

要素の追加はadd()メソッド、削除はremove()メソッド、全要素の取得はfor-eachループやiterator()を使用します。

特定の要素が存在するかの検索はcontains()メソッドで確認可能です。

Setは順序を保証しないため、順序が必要な場合はLinkedHashSetを使用します。

目次から探す

Setの要素を操作する基本的な方法
Setの操作における注意点
Setを活用した具体例
まとめ

Setの要素を操作する基本的な方法

JavaのSetインターフェースは、重複しない要素の集合を扱うためのデータ構造です。

Setの主な実装には、HashSet、LinkedHashSet、TreeSetがあります。

ここでは、Setの要素を追加、削除、取得、検索する基本的な方法について解説します。

Setの要素を追加する

Setに要素を追加するには、addメソッドを使用します。

以下のサンプルコードでは、HashSetを使用して整数を追加しています。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numberSet = new HashSet<>(); // HashSetのインスタンスを作成
        // 要素を追加
        numberSet.add(1); // 1を追加
        numberSet.add(2); // 2を追加
        numberSet.add(3); // 3を追加
        // 結果を表示
        System.out.println("Setの要素: " + numberSet);
    }
}

Setの要素: [1, 2, 3]

Setの要素を削除する

Setから要素を削除するには、removeメソッドを使用します。

以下のサンプルコードでは、特定の要素を削除しています。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numberSet = new HashSet<>(); // HashSetのインスタンスを作成
        // 要素を追加
        numberSet.add(1); // 1を追加
        numberSet.add(2); // 2を追加
        numberSet.add(3); // 3を追加
        // 要素を削除
        numberSet.remove(2); // 2を削除
        // 結果を表示
        System.out.println("Setの要素: " + numberSet);
    }
}

Setの要素: [1, 3]

Setの要素を取得する

Setの要素を取得するには、for-eachループを使用して要素を反復処理します。

以下のサンプルコードでは、Setの全要素を表示しています。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numberSet = new HashSet<>(); // HashSetのインスタンスを作成
        // 要素を追加
        numberSet.add(1); // 1を追加
        numberSet.add(2); // 2を追加
        numberSet.add(3); // 3を追加
        // 要素を取得して表示
        for (Integer number : numberSet) {
            System.out.println("Setの要素: " + number);
        }
    }
}

Setの要素: 1
Setの要素: 2
Setの要素: 3

Setの要素を検索する

Setに特定の要素が存在するかどうかを確認するには、containsメソッドを使用します。

以下のサンプルコードでは、要素の存在を確認しています。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numberSet = new HashSet<>(); // HashSetのインスタンスを作成
        // 要素を追加
        numberSet.add(1); // 1を追加
        numberSet.add(2); // 2を追加
        numberSet.add(3); // 3を追加
        // 要素の存在を確認
        boolean containsTwo = numberSet.contains(2); // 2が存在するか確認
        // 結果を表示
        System.out.println("Setに2は存在するか: " + containsTwo);
    }
}

Setに2は存在するか: true

これらの基本的な操作を理解することで、JavaのSetを効果的に活用できるようになります。

次のセクションでは、Setの操作における注意点について解説します。

Setの操作における注意点

JavaのSetを使用する際には、いくつかの注意点があります。

これらを理解しておくことで、より効果的にSetを活用できるようになります。

以下に、主な注意点をまとめました。

重複要素の扱い

Setは重複を許さないデータ構造です。

同じ要素を追加しようとすると、追加は無視されます。

以下のサンプルコードでは、重複した要素を追加した場合の挙動を示しています。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numberSet = new HashSet<>(); // HashSetのインスタンスを作成
        // 要素を追加
        numberSet.add(1); // 1を追加
        numberSet.add(2); // 2を追加
        numberSet.add(2); // 2を再度追加(重複)
        // 結果を表示
        System.out.println("Setの要素: " + numberSet);
    }
}

Setの要素: [1, 2]

要素の順序

Setの実装によって要素の順序が異なります。

HashSetは順序を保証しませんが、LinkedHashSetは挿入順序を保持し、TreeSetは自然順序または指定されたコンパレータによる順序を保持します。

以下のサンプルコードでは、LinkedHashSetを使用して順序を保持しています。

import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numberSet = new LinkedHashSet<>(); // LinkedHashSetのインスタンスを作成
        // 要素を追加
        numberSet.add(3); // 3を追加
        numberSet.add(1); // 1を追加
        numberSet.add(2); // 2を追加
        // 結果を表示
        System.out.println("Setの要素: " + numberSet);
    }
}

Setの要素: [3, 1, 2]

スレッドセーフではない

HashSetやLinkedHashSetはスレッドセーフではありません。

複数のスレッドから同時に操作される場合は、Collections.synchronizedSetメソッドを使用してスレッドセーフなSetを作成する必要があります。

以下のサンプルコードでは、スレッドセーフなSetを作成しています。

import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numberSet = Collections.synchronizedSet(new HashSet<>()); // スレッドセーフなSetを作成
        // 要素を追加
        numberSet.add(1); // 1を追加
        numberSet.add(2); // 2を追加
        // 結果を表示
        synchronized (numberSet) { // 同期化ブロック
            System.out.println("Setの要素: " + numberSet);
        }
    }
}

Setの要素: [1, 2]

null要素の扱い

Setはnull要素を許可しますが、実装によって異なる場合があります。

HashSetではnullを1つだけ追加できますが、TreeSetではnullを追加できません。

以下のサンプルコードでは、HashSetにnullを追加しています。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numberSet = new HashSet<>(); // HashSetのインスタンスを作成
        // 要素を追加
        numberSet.add(null); // nullを追加
        numberSet.add(1); // 1を追加
        // 結果を表示
        System.out.println("Setの要素: " + numberSet);
    }
}

Setの要素: [null, 1]

これらの注意点を理解しておくことで、JavaのSetをより効果的に活用できるようになります。

次のセクションでは、Setを活用した具体例について解説します。

Setを活用した具体例

JavaのSetは、重複を許さない特性を活かしてさまざまな場面で利用できます。

ここでは、Setを活用した具体的な例をいくつか紹介します。

ユーザーの重複チェック

ユーザーの登録時に、すでに存在するユーザー名を重複チェックするためにSetを使用することができます。

以下のサンプルコードでは、ユーザー名の重複を確認しています。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<String> userNames = new HashSet<>(); // ユーザー名を格納するSet
        // ユーザー名を追加
        addUserName(userNames, "user1"); // user1を追加
        addUserName(userNames, "user2"); // user2を追加
        addUserName(userNames, "user1"); // user1を再度追加(重複)
    }
    // ユーザー名を追加するメソッド
    private static void addUserName(Set<String> userNames, String userName) {
        if (userNames.add(userName)) { // addメソッドで重複をチェック
            System.out.println(userName + "が追加されました。");
        } else {
            System.out.println(userName + "はすでに存在します。");
        }
    }
}

user1が追加されました。
user2が追加されました。
user1はすでに存在します。

重複データの削除

リストから重複した要素を削除するためにSetを使用することができます。

以下のサンプルコードでは、リストから重複を取り除いています。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numberList = new ArrayList<>(); // 重複を含むリスト
        numberList.add(1); // 1を追加
        numberList.add(2); // 2を追加
        numberList.add(2); // 2を再度追加(重複)
        numberList.add(3); // 3を追加
        // 重複を削除
        Set<Integer> uniqueNumbers = new HashSet<>(numberList); // Setに変換
        // 結果を表示
        System.out.println("重複を削除した結果: " + uniqueNumbers);
    }
}

重複を削除した結果: [1, 2, 3]

共通要素の抽出

2つのSetから共通の要素を抽出するために、retainAllメソッドを使用することができます。

以下のサンプルコードでは、2つのSetの共通要素を表示しています。

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> setA = new HashSet<>(); // Set A
        setA.add(1); // 1を追加
        setA.add(2); // 2を追加
        setA.add(3); // 3を追加
        Set<Integer> setB = new HashSet<>(); // Set B
        setB.add(2); // 2を追加
        setB.add(3); // 3を追加
        setB.add(4); // 4を追加
        // 共通要素を抽出
        setA.retainAll(setB); // setAにsetBの共通要素を保持
        // 結果を表示
        System.out.println("共通要素: " + setA);
    }
}

共通要素: [2, 3]

一意な要素のカウント

Setを使用して、リスト内の一意な要素の数をカウントすることができます。

以下のサンプルコードでは、リスト内の一意な要素の数を表示しています。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
public class App {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>(); // フルーツのリスト
        fruits.add("りんご"); // りんごを追加
        fruits.add("バナナ"); // バナナを追加
        fruits.add("りんご"); // りんごを再度追加(重複)
        fruits.add("オレンジ"); // オレンジを追加
        // 一意な要素をカウント
        Set<String> uniqueFruits = new HashSet<>(fruits); // Setに変換
        System.out.println("一意なフルーツの数: " + uniqueFruits.size());
    }
}