Java ArrayListとListの使い方のサンプル

JavaのArrayListとListの使い方のサンプルです。

目次

仕組み ArrayListとは / ArrayListの特徴 / ArrayListの初期サイズ
  ArrayListとListの関係
初期値 ArrayListを使用する/要素に初期値をセット
取得 要素を取得(get、for文、拡張for文、forEach) / 要素数が0の場合
  要素を検索(containsとindexOfの違い)
  中身が空か、要素数を取得(isEmpty/size)
更新 要素を追加・更新(add/set) / 要素を削除(remove/clear)
  リストを連結 (addAll)
使用 メソッドの引数と戻り値がリスト / リストの中にリストを定義

ArrayListとは

List<String> color = new ArrayList<>();
color.add("赤");
color.add("青");
System.out.println(color.get(0)); // 赤

1つの変数で複数の値を保持できます。

上記はArrayListクラスをインスタンス化してListインターフェイス型の変数に代入しています。
この変数colorは複数の値(赤と青)を持てるようになります。
<>はジェネリクスです。変数colorの各値はStringのみセット可能です。

 

ArrayListの特徴

ArrayListの変数のイメージ

 

要素

各項目を要素(element)といいます。
1つの変数で同じ型の複数の値を保持できます。
値は、StringやIntegerなどの参照型です。int等の基本型は使用できません。

 

要素へのアクセス

要素の位置は、インデックス(添字)で管理します。
上記図では[0]、[1]、[2]、[3]がインデックスです。インデックスは0から始まります。
インデックスを使用してランダムアクセス(特定の要素へのアクセス)するため速いです。

 

要素の追加と削除

追加と削除ができます。(配列は不可です)
最後尾に追加する場合は早いです。
要素の先頭や途中に追加/削除する場合はインデックスを振り直すため遅いです。

例:インデックスが0,1,2の要素があるとします。インデックスの0を削除してインデックスが1と2になった場合、インデックスを0と1に振り直す動きが発生します。

 

その他

順序はあります。インデックスで管理します。
値の重複は可能です。
スレッドセーフではありません。

以下はOracleのJava8 API仕様のArrayListクラスのリンクです。
https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/java/util/ArrayList.html

 

ArrayListを使用する/要素に初期値をセット

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) {
		List<String> c2 = new ArrayList<>();
		c2.add("赤");
		c2.add("青");
		System.out.println(c2); // [赤, 青]

		// 要素に初期値をセット
		List<String> c1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("赤", "青"));
		c1.add("オレンジ"); // 値の追加も可能
		System.out.println(c1); // [赤, 青, オレンジ]
	}
}

13行目は、初期値をセットしています。

要素を取得(get、for文、拡張for文、forEach)

getは、要素の位置を指定して取得します。
for文とforEachはループで要素を順に取得します。

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Test1 {
  public static void main(String[] args) {
    List<String> c1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("赤", "黄", "青"));

    // get (要素の位置は0から始まる)
    System.out.println(c1.get(0)); // 赤
    System.out.println(c1.get(1)); // 黄
    System.out.println(c1.get(2)); // 青

    // for文 (要素の位置は0から始まる,size()で要素数を取得)
    for (int i = 0; i < c1.size(); i++) {
      System.out.println(c1.get(i)); // 赤 黄 青が出力される
    }

    // 拡張for文 (for文との違いは加算(i++)の表記なし)
    for (String a : c1) {
      System.out.println(a); // 赤 黄 青が出力される
    }

    // forEach (変数a以降はラムダ式)
    c1.forEach(a -> System.out.println(a));// 赤 黄 青

    // forEach (System.out::printlnはメソッド参照)
    c1.forEach(System.out::println);// 赤 黄 青
  }
}

要素数が0の場合

	List<String> c1 = new ArrayList<>();

	for (String a : c1) {
		System.out.println(a); //出力されない エラーにならない
	}

ループ対象のオブジェクトの要素数が0の場合で拡張for文の処理を行った場合は、エラーにはならず、出力もされません。

 

要素を検索(containsとindexOfの違い)

public boolean contains(Object o)
public int indexOf(Object o)

containsメソッドは、指定の値が存在する場合はtrueを、存在しない場合はfalseを返します。
indexOfメソッドは、指定の値が存在する場合は位置(数値)を、存在しない場合は-1を返します。

  List<String> c1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("赤","黄","青"));
	
  // contains
  System.out.println(c1.contains("青")); // true (存在する)
  System.out.println(c1.contains("白")); // false (存在しない)

  // indexOf
  System.out.println(c1.indexOf("青"));  // 2 (存在する)
  System.out.println(c1.indexOf("白")); // -1 (存在しない)

 

中身が空か、要素数を取得(isEmpty/size)

public boolean isEmpty()
public int size()

isEmptyメソッドは、中身が空の場合はtrueを、そうでない場合はfalseを返します。
sizeメソッドは、要素数を返します。

  List<String> c1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("赤","青"));
	
  System.out.println(c1.isEmpty()); //false (中身あり)
  System.out.println(c1.size()); //2 (要素数を表示)
  c1.clear(); // すべての要素を削除
  System.out.println(c1.isEmpty()); //true (中身なし)
  System.out.println(c1.size()); //0 (要素数を表示)

 

要素を追加・更新(add/set)

boolean add(E e);
void add(int index, E element);
E set(int index, E element);

addメソッド(引数1つ)は最後尾に要素を追加します。
addメソッド(引数2つ)は指定の位置に要素を追加します。
setメソッドは要素を置き換えます。

  List<String> c1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("赤","黄","青"));
    
  // add (最後尾に要素を追加)
  c1.add("緑");
  System.out.println(c1);//[赤, 黄, 青, 緑]
    
  // add (指定の位置に要素を追加)
  c1.add(1,"オレンジ");
  System.out.println(c1);//[赤, オレンジ, 黄, 青, 緑]
    
  // set (指定の位置の要素を置き換え)
  c1.set(1, "シルバー");
  System.out.println(c1); //[赤, シルバー, 黄, 青, 緑]

要素の位置は、赤=0、黄=1、青=2です。

要素を削除(remove/clear)

public E remove(int index)
public void clear()

removeメソッドは指定の位置の要素を削除します。削除後のインデックスは前につまります。
clearメソッドはすべての要素を削除します。

  List<String> c1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("赤","黄","青"));
	
  c1.remove(0); // 指定の位置の要素を削除
  System.out.println(c1); //[黄, 青]
  System.out.println(c1.get(0)); //黄

  c1.clear(); // すべての要素を削除
  System.out.println(c1); // []

要素の位置は、赤=0、黄=1、青=2です。

リストを連結 (addAll)

public boolean addAll(Collection<? extends E> c)

addAllメソッドはリストを連結します。

  List<String> a1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("a","b"));
  List<String> b1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("あ","い"));
    
  a1.addAll(b1); // リストを連結
    
  System.out.println(a1); // [a, b, あ, い]
  System.out.println(b1); // [あ, い]

 

メソッドの引数と戻り値がリスト

  List<String> a1 = new ArrayList<>(Arrays.asList("a","b"));
  List<String> b = getColor(a1); // 呼び出し元(引数と戻り値はリスト)

  private static List<String> getColor(List<String> c1) { // (呼び出し先)
      return c1;
  }

2行目は、呼び出し元のメソッドです。引数(実引数)と戻り値もリストです。
4行目は、定義されたメソッドです。引数(仮引数)と戻り値もリストです。

呼び出し元のメソッドの引数の変数名(a1)と定義されたメソッドの引数の変数名(c1)は異なっていても使用できます。

リストの中にリストを定義

  List<List<String>> list1 = new ArrayList<>(); // リストの中にリストを定義

  List<String> list2 = new ArrayList<>();
  list2.add("赤");
  list2.add("黄");
  list2.add("青");

  List<String> list3 = new ArrayList<>();
  list3.add("red");
  list3.add("yellow");
  list3.add("blue");

  list1.add(list2); // リストにリストを追加
  list1.add(list3); // リストにリストを追加

  System.out.println(list1.get(0)); //[赤, 黄, 青]
  System.out.println(list1.get(0).get(0)); //赤 (getを2つ指定して取得)
  System.out.println(list1.get(0).get(1)); //黄
  System.out.println(list1.get(0).get(2)); //青
  System.out.println(list1.get(1).get(0)); //red    
  System.out.println(list1.get(1).get(1)); //yellow
  System.out.println(list1.get(1).get(2)); //blue

 

ArrayListの初期サイズ

ArrayList(int initialCapacity)

ArrayListの要素数の初期サイズのデフォルト値は10です。
要素が追加されていくと自動的に拡張されていきます。

初期サイズは、ArrayListのコンストラクタの引数に指定します。
以下は初期サイズを30とした場合です。

List<String> color = new ArrayList<>(30);

 

ArrayListとListの関係

public class ArrayList<E>
extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, Serializable

ArrayListクラスはListインターフェースを実装しています。

使用例

List<String> a = new ArrayList<>();

ArrayListクラスをインスタンス化する時、ArrayListクラスの独自のメソッドを使用しない限り、Listインターフェイス型の変数にすることが多いです。
Listインターフェイスにあるメソッドを使用できます。

以下はOracleのJava8 API仕様のListインターフェースのリンクです。
https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/java/util/List.html

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