Java HashMapとMapの使い方のサンプル

JavaのHashMapクラスとMapインターフェースの使い方のサンプルです。

目次

仕組み HashMapクラスとは
  HashMapクラスとMapインターフェースの関係
取得 要素を取得(get、for文、forEach)
  要素を検索(containsKeyとcontainsValueの違い)
  中身が空か、要素数を取得(isEmpty/size)
追加・更新 要素を追加・更新(put/replace)
削除 要素を削除(remove/clear)
使用 メソッドの引数/戻り値がマップの場合
  マップの中にマップがあるサンプル

HashMapクラスとは

HashMapクラスの定義

public class HashMap<K,V>
extends AbstractMap<K,V> // 継承するクラス
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable // 実装するインターフェース

使用例

Map<String,String> a = new HashMap<>();

上記はHashMapクラスをインスタンス化してMapインターフェイス型の変数に代入しています。
この変数aは複数のキーと値を持てるようになります。
<>はジェネリクスです。変数aの各値はStringとStringであると宣言しています。

HashMapの仕様

項目 説明
HashMapの
変数のイメージ
HashMap 1つの変数で複数の「キー」と「値」を保持します。
キーは、任意の文字列を使用できます。
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。
各項目を要素(element)といいます。
キーからハッシュ値を取得してそれに対応する場所に値を格納します
キーの順序 キーの順序は保証されません。←LinkedHashMap、TreeMapと違う点
キーの重複 キーは一意です。重複は許されません。
値の重複は可能です。
スレッドセーフ スレッドセーフではありません。
導入時期 バージョン1.2で導入されました。

ハッシュ表のサイズ

HashMap(int initialCapacity)
HashMap(int initialCapacity, float loadFactor)

HashMapは要素の数が増えると自動的にハッシュ表を拡張します。
デフォルトは、初期容量(サイズ)は16で負荷係数は0.75です。
これは要素の数は16個で全体の75%(12個)が使用されたら拡張するという意味です。
初期容量(サイズ)と負荷係数は設定することができます。

以下は初期容量(サイズ)を20とした場合です。

Map<String, String> color = new HashMap<>(20);

以下は初期容量(サイズ)が100で負荷係数0.9とした場合です。

Map<String, String> color = new HashMap<>(100,0.9F);

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

HashMapクラスとMapインターフェースの関係

public class HashMap<K,V>
extends AbstractMap<K,V>
implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable

HashMapクラスはMapインターフェースを実装しています。

使用例

Map<String,String> a = new HashMap<>();

HashMapクラスをインスタンス化する時、HashMapクラス独自のメソッドを使用しない限り、Mapインターフェイス型の変数に代入することが多いです。
Map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Map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/Map.html

 

要素を取得(get、for文、forEach)

public V get(Object key)

getメソッドは、要素のキーを指定して値を取得します。
entrySetメソッドはキーと値を取得します。
keySetメソッドはキーを取得します。
valuesメソッドは値を取得します。

package test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) {
		Map<String,String> color = new HashMap<>();
		color.put("a", "赤");
		color.put("b", "黄");
		color.put("c", "青");
		
		System.out.println(color.get("b")); //黄
		
		for (Map.Entry<String, String> c1 : color.entrySet()) {
			System.out.println(c1.getKey());// a b c
			System.out.println(c1.getValue());// 赤 黄 青
		}
		for (String c1 : color.keySet()) {
			System.out.println(c1);// a b c
		}
		for (String c1 : color.values()) {
			System.out.println(c1);// 赤 黄 青
		}
		color.forEach((a,b) -> System.out.println(a+b));//a赤 b黄 c青
	}
 }

14行目は、entrySetメソッドでキーと値をすべて取得しています。
18行目は、keySetメソッドでキーを取得しています。
21行目は、valuesメソッドで値を取得しています。
24行目は、forEachメソッドでマップの各値を取得しています。変数a以降はラムダ式です。
forEachメソッドは、Java8で導入されました。

要素を検索(containsKeyとcontainsValueの違い)

public boolean containsKey(Object key)
public boolean containsValue(Object value)

containsKeyメソッドは、指定のキーが存在する場合はtrueを、存在しない場合はfalseを返します。 containsValue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。

package test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) {
		Map<String,String> color = new HashMap<>();
		color.put("a", "赤");
		color.put("b", "黄");
		color.put("c", "青");
		
		System.out.println(color.containsKey("b")); // true
		System.out.println(color.containsKey("z")); // false
		System.out.println(color.containsValue("黄")); // true
		System.out.println(color.containsValue("白")); // false
	}
 }

12行目は、containsKeyメソッドで指定のキーがあるか真偽値を取得しています。
14行目は、containsValueメソッドで指定の値があるか真偽値を取得しています。

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。

package test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) {
		Map<String,String> color = new HashMap<>();
		color.put("a", "赤");
		color.put("b", "黄");
		color.put("c", "青");
		
		System.out.println(color.isEmpty());//false
		System.out.println(color.size());//3
		color.clear();
		System.out.println(color.isEmpty());//true
		System.out.println(color.size());//0
	}
 }

12行目は、isEmptyメソッドで空か真偽値を取得しています。中身があるのでfalseです。
13行目は、sizeメソッドで要素数を表示しています。
14行目は、clearメソッドですべての要素を削除しています。
15行目は、中身が空なのでtrueです。

要素を追加・更新(put/replace)

public V put(K key,V value)
public V replace(K key, V value)

putメソッドは要素を追加します。
replaceメソッドはキーを指定して値を置き換えます。

package test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,String> color = new HashMap<>();

        color.put("a", "赤");
        color.put("b", "黄");
        System.out.println(color);//{a=赤, b=黄}
        color.put("b", "オレンジ");
        System.out.println(color);//{a=赤, b=オレンジ}
        color.replace("b", "シルバー");
        System.out.println(color);//{a=赤, b=シルバー}
    }
 }

9,10行目は、putメソッドで要素を追加しています。
12行目は、既にあるキーを指定しています。上書きされます。
14行目は、replaceメソッドでキーを指定して値を更新しています。

要素を削除(remove/clear)

public V remove(Object key)
public void clear()

removeメソッドは指定の位置の要素を削除します。
clearメソッドはすべての要素を削除します。

package test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) {
		Map<String,String> color = new HashMap<>();
		color.put("a", "赤");
		color.put("b", "黄");
		color.put("c", "青");

		color.remove("a");
		System.out.println(color);//{b=黄, c=青}
		color.clear();
		System.out.println(color);//{}
	}
 }

12行目は、removeメソッドで指定の要素を削除しています。
14行目は、clearメソッドですべての要素を削除しています。

メソッドの引数/戻り値がマップの場合

package test1;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> color = new HashMap<>();
        color.put("a", "赤");
        color.put("b", "黄");
        Map<String, String> b = test2(color);
    }
    private static Map<String, String> test2(Map<String, String> c1) {
    	return c1;
    }
}

11行目は、呼び出し元のメソッドです。引数(実引数)にマップを指定しています。戻り値もマップです。
13行目は、定義されたメソッドです。引数(仮引数)にマップがあります。戻り値もマップです。
・「test2(Map<String, String> c1」のMap<String, String> c1が引数の型と変数です。
・「private static Map<String, String>」のMap<String, String>が戻り値の型です。

呼び出し元のメソッドの引数の変数名(11行目のcolor)と定義されたメソッドの引数の変数名(13行目のc1)は異なっていても使用できます。

マップの中にマップがあるサンプル

package test1;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String,Map<String,String>> map1 = new HashMap<>();
        
        Map<String,String> map2 = new HashMap<>();
        map2.put("a", "赤");
        map2.put("b", "黄");
        map2.put("c", "青");
        
        Map<String,String> map3 = new HashMap<>();
        map3.put("x", "red");
        map3.put("y", "yellow");
        map3.put("z", "blue");
        
        map1.put("あ", map2);
        map1.put("い", map3);

        System.out.println(map1.get("あ"));//{a=赤, b=黄, c=青}
        System.out.println(map1.get("あ").get("a"));//赤
        System.out.println(map1.get("あ").get("b"));//黄
        System.out.println(map1.get("あ").get("c"));//青
        System.out.println(map1.get("い").get("x"));//red
        System.out.println(map1.get("い").get("y"));//yellow
        System.out.println(map1.get("い").get("z"));//blue
    }
 }

7行目は、マップの中にマップを定義しています。
19,20行目は、マップにマップを追加しています。
22-28行目は、getメソッドでマップの値を取得しています。

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