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【HashMap】Javaで連想配列を扱う！サンプルつき

hashmap
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Javaでも実は連想配列を使うことができる。

連想配列とは、要素番号ではなくて、言葉同士で配列を取り出したり操作したりするものだ。詳しくは後でお伝えする。

そのために使うのがHashMapだ。このページでは、JavaのHashMapについてご紹介していく。理解しておくと、必ず役に立つ機会があるはずだ。

HashMapによる連想配列

連想配列とは？

Javaの配列では、値の取得はインデックス番号で行ってきた。要するに、配列名[数字]で取り出す意味だ。

データベースのように名前で検索して、値を格納したり、取り出したりできない。例えば、「orange」というキーワードで「みかん」という値を取り出すなどができない。

このように言葉同士でキーと値が繋がった配列を連想配列という。例えば、次の配列では、"one"と"10"、"two"と"20"などが繋がっている。

連想配列

配列で、"one"を指定すると"10"が取り出せるようになっているわけだ。

連想配列が使えると、フォームから送られたデータの扱いなど様々な場面で便利に使える。

HashMap

Javaで連想配列を使うときは、「HashMap」を使う。

HashMapを使うとキーに紐付けされて、HashMapに格納された値にアクセスできるようになる。

HashMapに格納する値は、キーが異なれば同じ値であってもかまわない。しかし、キーが同じ場合は、最後に格納された値で前の値が上書きされる。

JavaでのHashMapを使うための書き方の詳細を確認していこう。

HashMapクラスを使うための準備をする

まず、mapにアクセスするために、コンストラクタを使ってその入れ物となるHashMapクラスのオブジェクトを生成しなければならない。

そのコンストラクタの書き方の詳細を見てみよう。サンプルコードも後半に置いてあるので先にそちらを確認したければスクールして下に行ってほしい。

HashMap()

内容

容量が16でload factor(0.75)の空のHashMapを生成する。

※ load factor(0.75)とは、3/4埋まったら容量を２倍にするということ

HashMap(int initalCapacity)

内容

指定された容量でload factor(0.75)の初期値を持った空のHashMapを生成する。

引数：initialCapacity - 初期容量

例外：IllegalArgumentException - もし指定されたinitialCapacity がマイナスであるならば

値を追加して取得するメソッド

mapにキーと値を追加しなければ、何も始まらない。次に、追加された値を取り出す。これが基本的なメソッドだ。それらのメソッドの詳細を見てみよう。

追加

追加するためのメソッドと置換するメソッドはひとつだ。キーがなければ、追加されるし。そでに存在すれば、前の値が置換される。

put(K key, V value)

戻り値の型

public V

内容

指定されたキーと指定された値をmapの中で関連させる、もし、既にmapが指定されたキーのための関連を持っていたならば、古い値は置き換えられる。

 

引数：

key - 指定された値と関連させるべきキー

value - キーと関連させるべき値

 

戻り値：キーと関連ある前の値。または、もしキーと関連がないならば、null。（戻り値nullは、前の関連がキーとnullであったことも示すことができる）

値の取得

キーを指定して、mapされた値を取得する。もしmapが見つからなければ、戻り値nullで教えてくれる。

get(Object key)

戻り値の型

public V

内容

指定されたキーが関連付けられている値を返す。または、もしmapがキーの関連を含んでいないならば、nullを戻す。

形式的に言えば、もしmapがキーkから値vへ(key==null ? k==null : key.equals(k))のような関連を含んでいたら、このメソッドはvを戻す。そうでなければ、nullを戻す。（そのような関係は、ひとつしかありえない）

戻り値nullは、mapがキーの関連を持っていないことを必ずしも示していない。つまり、mapがはっきりとkeyにnullを関連させている可能性がある。

 

引数：key - 戻すべき値と関連付けられたキー

戻り値：指定されたキーに関連付けられた値。もしこのmapがキー対する関連付けを含んでいないなら、null。

サンプルプログラム

それでは実際にサンプルプログラムで確認してみよう。これを見るとわかりやすいはずだ。

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import java.util.HashMap;
 
public class HashMapAddition {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> hashmap = new HashMap<String, String>();//[1]
        hashmap.put("apple", "りんご");//[2]
        hashmap.put("orange", "みかん");//[3]
        hashmap.put("peach", "もも");//[4]
        System.out.println("[5] 値[0]:" + hashmap.get("apple"));
        System.out.println("[6] 値[1]:" + hashmap.get("orange"));
        System.out.println("[7] 値[2]:" + hashmap.get("peach"));
        System.out.println("[8] 値[3]:" + hashmap.get("mango"));
    }
}

実行結果

サンプルプログラムの説明

それでは簡単にプログラムの解説をしてゆこう。

このプログラムは、くだものの名前を３組のキー：英文と値：日本文の関連で追加する。次に、値を取得して表示している。このとき、存在しないキーを設定して、nullが表示されるかを確認している。

  • [1] HashMapクラスのオブジェクト、mapを生成する。
  • [2] mapにキー：「apple」値：「りんご」を追加する。
  • [3] mapにキー：「orange」値：「みかん」を追加する。
  • [4] mapにキー：「peach」値：「もも」を追加する。
  • [5] mapからキー：「apple」で取得した値を表示する。
  • [6] mapからキー：「orange」で取得した値を表示する。
  • [7] mapからキー：「peach」で取得した値を表示する。
  • [8] mapからキー：「mango」で取得した値を表示する。

キーにmapした値を置換削除するメソッド

前のセクションではputメソッドによりキーと値を追加した。そのキーを使って値を変更することも、値を削除することもできる。その詳細を見てみよう。

置換

前のセクションの「追加」で説明したputメソッドを参照。

削除

キーを指定して、値を削除する。戻り値に削除された値が返されるので、確実に期待する値が削除されたかどうかが分かる。

remove(Object key)

戻り値の型

public V

内容

もし存在するならば、mapから指定されたキーの関連付けを削除する。

 

引数：key – mapから削除されるべき関連付けのキー

戻り値：キーに関連付けられた前の値。または、もしキーの関連付けがないならば、null。（戻り値nullは、mapが前にキーとnullを関連付けていたことも意味している）

値を検索して置換削除するサンプルプログラム

それでは実際にサンプルプログラムで確認してみよう。

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import java.util.HashMap;
 
public class HashMapChangeAndRemove {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> hashmap = new HashMap<String, String>();//[1]
        hashmap.put("apple", "りんご");//[2]
        hashmap.put("orange", "みかん");//[3]
        hashmap.put("peach", "もも");//[4]
        System.out.println("[5] [キー：apple]:" + hashmap.get("apple"));
        System.out.println("[6] [キー：orange]:" + hashmap.get("orange"));
        System.out.println("[7] [キー：peach]:" + hashmap.get("peach"));
        String previousValue =  hashmap.put("apple", "リンゴ"); //[8]
        System.out.println("[9] 置換された[キー：apple]:" + previousValue);
        String removedValue = hashmap.remove("peach"); //[10]
        System.out.println("[11] 削除された[キー：peach]:" + removedValue);
 
        System.out.println("[12] [キー：apple]:" + hashmap.get("apple"));
        System.out.println("[13] [キー：orange]:" + hashmap.get("orange"));
        System.out.println("[14] [キー：peach]:" + hashmap.get("peach"));    }
}

実行結果

サンプルプログラムの説明

それでは簡単にプログラムの解説をしてゆこう。

このプログラムは、くだものの名前を最初に３つ追加した後、追加した値の「りんご」を「リンゴ」に置換する。「もも」を削除する。次に、置換した値を表示して置換を確認している。削除した値は取得して、戻り値がnullであることを確認している。

  • [1] HashMapクラスのオブジェクト、mapを生成する。
  • [2] mapにキー：「apple」値：「りんご」を追加する。
  • [3] mapにキー：「orage」値：「みかん」を追加する。
  • [4] mapにキー：「peach」値：「もも」を追加する。
  • [5] mapのキー: appleにmapされた値を表示する。
  • [6] mapのキー: orangeにmapされた値を表示する。
  • [7] mapのキー: peachにmapされた値を表示する。
  • [8] mapのキー: appleを文字列：「リンゴ」で置換する。
  • [9] 置換前の値を表示する。
  • [10] mapのキー: peachを削除する。
  • [11] 削除した値を表示する。
  • [12] mapのキー: appleにmapされた値を表示する。
  • [13] mapのキー: orangeにmapされた値を表示する。
  • [14] mapのキー: peachにmapされた値を表示する。

値すべてに対して繰り返し処理（forEach）

値をリストからひとつひとつ取り出して、何かの処理をすることはよくある。その基本からラムダ式まで詳細を見てみよう。

forEach(BiConsumer<? super K,? super V> action)

戻り値の型

public void

内容

すべてのentryが処理されるか、actionが例外を発生させるまで、各々のentryのためのactionが実行される。実装されたクラスによって特定されない限り、entry set繰り返しの順序でactionが実行される（繰り返しの並びが特定されるならば）。actionより投げられた例外は、呼び出し元に中継される。

 

引数：action – 各々の値のために実行されるべきaction。

keySet()

戻り値の型

public Set<K>

内容

このmapに含まれるキーのSet viewを戻す。それは、mapと連動しているので、mapへの変更はsetへ反映される。逆も同様です。

もしsetの繰り返し処理が進行中にmapが修正されたなら（iterator自身の削除操作は例外）、繰り返し処理の結果は定義されていない。setは要素の削除をサポートしている。それはmapから対応するmappingをIterator.remove,、Collection.remove、 removeAll,、retainAll、 とclear操作を経由で削除する。addやaddAll操作はサポートされていない。

 

戻り値：このmapに含まれるkeysのviewを返す。

values()

戻り値の型

public Collection<V>

内容

このmapに含まれる値のCollection viewを戻す。それは、mapと連動しているので、mapへの変更はcollectionへ反映される。逆も同様です。

もしcollectionの繰り返し処理が進行中にmapが修正されたなら（iterator自身の削除操作は例外）、繰り返し処理の結果は定義されていない。collectionは要素の削除をサポートしている。それはmapから対応する関連付けをIterator.remove,、Collection.remove、 removeAll,、retainAll、 とclear操作を経由で削除する。addやaddAll操作はサポートされていません。

 

戻り値：このmapに含まれるvaluesのviewを返す。

entrySet()

戻り値の型

public Set<Map.Entry<K,V>>

内容

このmapに含まれる関連付けのSet viewを戻す。それは、mapと連動しているので、mapへの変更はsetへ反映される。逆も同様です。

もしsetの繰り返し処理が進行中にmapが修正されたなら（iterator自身の削除操作、またはiteratorによって戻されたmap entryのsetValue操作は例外）、繰り返し処理の結果は定義されていない。setは要素の削除をサポートしている。それはmapから対応する関連付けをIterator.remove,、Collection.remove、 removeAll,、retainAll、 とclear操作を経由で削除する。addやaddAll操作はサポートされていません。

 

戻り値：このmapに含まれる関連付けのviewを返す。

whileを使ったサンプルプログラム

それでは実際にサンプルプログラムで確認してみよう。

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import java.util.*;
 
public class HashMapFor {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();//[1]
        map.put("apple", "りんご");//[2]
        map.put("orange", "みかん");//[3]
        map.put("peach", "もも");//[4]
        Set<String> keySet = map.keySet();//[5]
        Iterator<String> iteratorForKey = keySet.iterator();//[6]
        while(iteratorForKey.hasNext()) {//[7]
            String key = iteratorForKey.next();//[8]
            System.out.println("[9]キー：" + key);
        }
        Collection<String> values = map.values();//[10]
        Iterator<String> iteratorForValues = values.iterator();//[11]
        while(iteratorForValues.hasNext()) {//[12]
            String value = iteratorForValues.next();//[13]
            System.out.println("[14]値：" + value);
        }
        Set<Map.Entry<String, String>> entrySet = map.entrySet();//[15]
        Iterator<Map.Entry<String, String>> iteratorForMap = entrySet.iterator();//[16]
        while(iteratorForMap.hasNext()) {//[17]
            Map.Entry<String, String> entry = iteratorForMap.next();//[18]
            System.out.println("[19]キー：" + entry.getKey() + " 値：" + entry.getValue());
        }
    }
}

実行結果

どのサンプルプログラムも実行結果は同じになる。

サンプルプログラムの説明

それでは簡単にプログラムの解説をしてゆこう。

このプログラムは、くだものの名前を３つ追加した後、forを使用してmapの値をすべて表示している。

  • [1] HashMapクラスのオブジェクト、mapを生成する。
  • [2] mapにキー：「apple」値：「りんご」を追加する。
  • [3] mapにキー：「orage」値：「みかん」を追加する。
  • [4] mapにキー：「peach」値：「もも」を追加する。
  • [5] [6] mapのキーのIteratorを取得する。
  • [7] [8] Iteratorを使用して、すべてのキーをひとつずつ取得する。
  • [9] キーを表示する。
  • [10] [11] mapの値のIteratorを取得する。
  • [12] [13] Iteratorを使用して、すべての値をひとつずつ取得する。
  • [14] 値を表示する。
  • [15] [16] mapのキーと値のIteratorを取得する。
  • [17] [18] Iteratorを使用して、すべてのキーと値をひとつずつ取得する。
  • [19] キーと値を表示する。

拡張forを使ったサンプルプログラム

このプログラムが拡張forを使ったサンプルプログラムだ。値を表示するところだけがforと違う。

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import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
public class HashMapEnhancedFor {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> hashmap = new HashMap<String, String>();//[1]
        hashmap.put("apple", "りんご");//[2]
        hashmap.put("orange", "みかん");//[3]
        hashmap.put("peach", "もも");//[4]
        for(String key : hashmap.keySet()) {//[5]
            System.out.println("[6]キー：" + key);
        }
        for(String value : hashmap.values()) {//[7]
            System.out.println("[8]値：" + value);
        }
        for(Map.Entry<String, String> entry : hashmap.entrySet()) {//[9]
            System.out.println("[10]キー：" + entry.getKey() + " 値：" + entry.getValue());//[10]
        }
    }
}

実行結果

サンプルプログラムの説明

それでは簡単にプログラムの解説をしてゆこう。

このプログラムは、くだものの名前を３つ追加した後、forを使用してmapの値をすべて表示している。

  • [1] HashMapクラスのオブジェクト、mapを生成する。
  • [2] mapにキー：「apple」値：「りんご」を追加する。
  • [3] mapにキー：「orage」値：「みかん」を追加する。
  • [4] mapにキー：「peach」値：「もも」を追加する。
  • [5][6] 拡張forを使用して、mapのキーをすべて表示する。
  • [7][8] 拡張forを使用して、mapの値をすべて表示する。
  • [9][10] 拡張forを使用して、mapのキーと値をすべて表示する。

forEachを使ったサンプルプログラム

このプログラムがforEachを使ったサンプルプログラムだ。値を表示するところだけがforと違う。

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import java.util.HashMap;
 
public class HashMapForEach {
    public static void main(String[] args) {
        HashMap<String, String> hashmap = new HashMap<String, String>();//[1]
        hashmap.put("apple", "りんご");//[2]
        hashmap.put("orange", "みかん");//[3]
        hashmap.put("peach", "もも");//[4]
        hashmap.forEach((key, value) -> System.out.println("[5]キー：" + key));
        hashmap.forEach((key, value) -> System.out.println("[6]値：" + value));
        hashmap.forEach((key, value) -> System.out.println("[7]キー：" + key + " 値：" + value));
    }
}

実行結果

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[5]キー：orange
[5]キー：apple
[5]キー：peach
[6]値：みかん
[6]値：りんご
[6]値：もも
[7]キー：orange 値：みかん
[7]キー：apple 値：りんご
[7]キー：peach 値：もも

サンプルプログラムの説明

それでは簡単にプログラムの解説をしてゆこう。

このプログラムは、くだものの名前を３つ追加した後、forを使用してmapの値をすべて表示している。

  • [1] HashMapクラスのオブジェクト、mapを生成する。
  • [2] mapにキー：「apple」値：「りんご」を追加する。
  • [3] mapにキー：「orage」値：「みかん」を追加する。
  • [4] mapにキー：「peach」値：「もも」を追加する。
  • [5] ラムダ式を使用して、mapのキーをすべて表示する。
  • [6] ラムダ式を使用して、mapの値をすべて表示する。
  • [7] ラムダ式を使用して、mapのキーと値をすべて表示する。

まとめ

このページではHashMapについてお伝えした。

連想配列として、キーとバリューをつなげたいときには便利に使えるクラスだ。サンプルプログラムも確認して、使えるようになっておこう。

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