Javaとクラスライブラリ　Map（５

java.utilパッケージに分類されるコレクションフレームワーク「List」「Map」「Set」の中のMapについての説明記事です。

この記事内のクラスはジェネリクスを使用してます。

種類	概要
List	配列に近い構造を持っている。要素を番号で管理する。
Map	要素にキー（要素を区別する値）を付けて管理する。キーの重複は不可。
Set	要素に順番はなく、要素の重複を許可しない。

Mapはインタフェースとして定義されており、Mapインタフェースを実装するクラスがあります。

Mapインタフェース
実装クラス	概要
HashMap	キーで値を管理する。キーの重複は不可でかつ順序は不定となっている。
TreeMap	HashMapと同様にキーで値を管理する。キーは重複が不可で、キーを自然順序で管理する。

1 Mapオブジェクトのイメージ
2 HashMapのインスタンス生成と特徴
3 TreeMapのインスタンス生成と特徴
4 HashMapおよびTreeMapのメソッドを利用してデータを扱う
5 マップ　サンプルプログラム
6 補足　Map内のデータをループ処理するには
7 マップ　復習問題
8 まとめ

Mapオブジェクトのイメージ

Mapは配列やListとは違い、番号で要素を管理するのではなく、「キー」と「値」をセットにして要素を管理しています。

具体的には以下のようなイメージとなります。以下の図は「キーを文字列」「値を文字列」としている例です。

Mapオブジェクトはキーで値を取得するという方法を用います。例えば、”佐藤”の値を取得する場合は”さとう”のキーを用いて取得を行います。

例えば、以下のように記述した場合、出力は”佐藤”となります。

System.out.println(map.get(“さとう”));

HashMapのインスタンス生成と特徴

HashMapは前述の通り、キーとバリュー（値）をセットにして管理を行います。配列やListとは違った管理の仕方を行います。以下の仕様はTreeMapも同様です。

キーで管理を行うため、値を追加する際にはキーも必須となる
値の取り出しもキーで行う
番号順に取り出せないため、通常のforやwhileでループ処理ができない
値の重複は許可されていないため、同じキーで追加する場合は値が上書きされる

HashMapのインスタンス生成	Map<キーの型 , バリューの型> インスタンス変数名 = new HashMap<キーの型 , バリューの型>() ;
記述例	Map<String , String> map = new HashMap<String , String>() ; Map<String , StringBuffer> name_map = new HashMap<String , StringBuffer>() ;

HashMapの
インスタンス生成

Map<キーの型 , バリューの型> インスタンス変数名 = new HashMap<キーの型 , バリューの型>() ;

記述例

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

Map<String , StringBuffer> name_map = new HashMap<String , StringBuffer>() ;

宣言する型はMapインターフェイスになっていますが「HashMap<String , String> map」や「HashMap<String , StringBuffer> name_map」という記述でも宣言可能です。

TreeMapのインスタンス生成と特徴

TreeMapはHashMapとほぼ同等の利用ができますが、値が自然順序で並びます。

TreeMapのインスタンス生成	Map<キーの型 , バリューの型> インスタンス変数名 = new TreeMap<キーの型 , バリューの型>() ;
記述例	Map<String , String> map = new TreeMap<String , String>() ; Map<String , StringBuffer> name_map = new TreeMap<String , StringBuffer>() ;

TreeMapの
インスタンス生成

Map<キーの型 , バリューの型> インスタンス変数名 = new TreeMap<キーの型 , バリューの型>() ;

記述例

Map<String , String> map = new TreeMap<String , String>() ;

Map<String , StringBuffer> name_map = new TreeMap<String , StringBuffer>() ;

宣言する型はMapインターフェイスになっていますが「TreeMap<String , String> map」や「TreeMap<String , StringBuffer> name_map」という記述でも宣言可能です。

HashMapおよびTreeMapのメソッドを利用してデータを扱う

HashMapおよびTreeMapはMapインタフェースで定義されている共通のメソッドが基本のメソッドとなります。TreeMapは順序が存在するため、その順序を利用したメソッドも定義されています。

戻り値の型や引数部分のK(Key)とV(Value)はジェネリクスで指定したキーとバリューの型です。例えば「Map<String , StringBuffer>」の場合はKを全てStringに、Vを全てStringBufferに置き換えてください。

下の表はHashMapとTreeMapで共通のメソッドのみ紹介しています。

HashMapとTreeMapで共通のメソッド
メソッド名	戻り値の型	引数	処理内容
put	V	K key , V value	指定された値を指定したキーと紐づけて追加します。
clear	void	なし	マップ内の値を全て削除します。
get	V value	Object key	引数で指定したキーに紐づいた値を戻り値で取得できます。
remove	V value	Object key	マップからキーおよび紐づいた値を削除します。戻り値は削除した値です。
remove	boolean	Object key, Object value	指定された値にキーが紐づいている場合のみ削除します。
size	int size	なし	マップ内の数を戻り値で取得できます。

マップ　サンプルプログラム

以下のプログラムを「Number51.java」という名前でWorkフォルダ内に保存します。

保存が完了したら、コマンドプロンプトを起動し、Number51.javaをコンパイルしてみましょう。※プログラムが長いため、必要に応じてコピペで確認してください　

//java.utilパッケージなのでインポートが必要
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

class Number51{
   public static void main(String[] args){
   
      Map<String , String> map = new HashMap<String , String>();
      
      /*
        コレクションに格納
        ひらがなをkey、漢字をvalueにしている
      */
      map.put("たなか","田中"); 
      map.put("さとう","佐藤"); 
      map.put("すずき","鈴木"); 
      
      System.out.println(map.get("たなか")); //たなかのキーで取得
      System.out.println(map.get("すずき")); //すずきのキーで取得

      map.put("しみず","清水");
      
      System.out.println("マップ内には" + map.size() + "個の要素があります");

      //キーは重複不可の為、値が置き換わる
      map.put("たなか" , "田仲");
      System.out.println(map.get("たなか")); //たなかのキーで取得
      System.out.println("マップ内には" + map.size() + "個の要素があります");
      
      //マップ内を簡易確認
      System.out.println(map);
   }
}

//java.utilパッケージなのでインポートが必要

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

class Number51{

public static void main(String[] args){

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

コレクションに格納

ひらがなをkey、漢字をvalueにしている

map.put("たなか","田中");

map.put("さとう","佐藤");

map.put("すずき","鈴木");

System.out.println(map.get("たなか")); //たなかのキーで取得

System.out.println(map.get("すずき")); //すずきのキーで取得

map.put("しみず","清水");

System.out.println("マップ内には" + map.size() + "個の要素があります");

//キーは重複不可の為、値が置き換わる

map.put("たなか" , "田仲");

System.out.println(map.get("たなか")); //たなかのキーで取得

System.out.println("マップ内には" + map.size() + "個の要素があります");

//マップ内を簡易確認

System.out.println(map);

}

実行例

C:\work>javac Number51.java

C:\work>java Number51
田中
鈴木
マップ内には4個の要素があります
田仲
マップ内には4個の要素があります
{すずき=鈴木, さとう=佐藤, しみず=清水, たなか=田仲}

補足　Map内のデータをループ処理するには

Map内のデータは配列のように番号管理されていないため、配列やListのように番号を利用したループ処理を行うことができません。

Mapは「キー」と「値」のセットをコレクション（集める）オブジェクトの為、キーの集合をループで扱うのか、値の集合をループで扱うのかを考える必要があります。さらに、キーと値をセットにしてループさせることも可能です。

Map内のデータをループ処理するにはいくつかの方法があります。

キーと値をどちらもループで扱う場合

1.キーが格納されている配列やListを別途用意しておき、組み合わせてループを行う

ループはキーと同様のデータが格納されている配列を利用して、配列のデータ（キー）を利用して値を取得する。

2.entrySet()メソッドを利用してMap.Entry<K,V>が格納されているSetオブジェクトを取得し、ループを行う

MapオブジェクトからMap.Entry<K,V>が格納されているSetオブジェクトを取得。そのあと、Setオブジェクトをループさせてキーと値を取得する。

キーをループで扱う場合

3.keySet()メソッドを利用してキーが格納されているSetオブジェクトを取得し、ループを行う

keySet()メソッドを利用して、キーが格納されているSetオブジェクトを取得。そのSetオブジェクトを利用してループ処理を行う。

値をループで扱う場合

4.values()メソッドを利用して値が格納されているCollectionオブジェクトを取得し、ループを行う

values()メソッドを利用して、値が格納されているSetオブジェクトを取得。そのSetオブジェクトを利用してループ処理を行う。

ループに関連するメソッド

メソッド名	戻り値の型	引数	処理内容
entrySet	Set<Map.Entry<K , V>>	なし	Map.Entry<K,V>型のデータを格納したSetオブジェクトを取得できる。
keySet	Set<K>	なし	キーが格納されているSetオブジェクトを取得できる。
values	Collection<V>	なし	値が格納されているCollectionオブジェクトを取得できる。

Mapとループ　サンプルプログラム

以下のプログラムを「Number52.java」という名前でWorkフォルダ内に保存します。

保存が完了したら、コマンドプロンプトを起動し、Number52.javaをコンパイルしてみましょう。※プログラムが長いため、必要に応じてコピペで確認してください　

//java.utilパッケージなのでインポートが必要
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.Collection;

class Number52{
   public static void main(String[] args){
   
      Map<String , String> map = new HashMap<String , String>();
      
      /*
        コレクションに格納
        ひらがなをkey、漢字をvalueにしている
      */
      map.put("たなか","田中"); 
      map.put("さとう","佐藤"); 
      map.put("すずき","鈴木"); 
      map.put("しみず","清水"); 
      map.put("えんどう","遠藤"); 
            

      /********
        1.キーが格納されている配列やListを別途用意しておき、組み合わせてループを行う
      *********/
      String[] keys = {"たなか","さとう","すずき","しみず","えんどう"};
      for(int i = 0; i < keys.length; i++){
         System.out.print("キー:" + keys[i] + "、値:");
         System.out.println(map.get(keys[i]));
      }
      
      System.out.println("------");

      /********
        2.entrySet()メソッドを利用してMap.Entry<K,V>が格納されているSetオブジェクトを取得し、ループを行う
      *********/
      //Map.Entry<K,V>が格納されているSetオブジェクトを取得
      Set<Map.Entry<String , String>> obj01 = map.entrySet();
      //拡張forを利用してSetオブジェクトをループ処理
      for(Map.Entry e : obj01){
         System.out.print("キー:" + e.getKey() + "、値:");
         System.out.println(e.getValue());
      }

      System.out.println("------");
      
      /********
        3.keySet()メソッドを利用してキーが格納されているSetオブジェクトを取得し、ループを行う
      *********/
      //キーが格納されているSetオブジェクトを取得
      Set<String> obj02 = map.keySet();
      //拡張forを利用してSetオブジェクトをループ処理
      for(String s : obj02){
         System.out.println("キー:" + s);
      }

      System.out.println("------");
      
      /********
        4.values()メソッドを利用して値が格納されているCollectionオブジェクトを取得し、ループを行う
      *********/
      //values()メソッドを利用して値が格納されているCollectionオブジェクトを取得
      Collection<String> obj03 = map.values();
      //拡張forを利用してCollectionオブジェクトをループ処理
      for(String s : obj03){
         System.out.println("値:" + s);
      }
   }
}

//java.utilパッケージなのでインポートが必要

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

import java.util.Set;

import java.util.Collection;

class Number52{

public static void main(String[] args){

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

コレクションに格納

ひらがなをkey、漢字をvalueにしている

map.put("たなか","田中");

map.put("さとう","佐藤");

map.put("すずき","鈴木");

map.put("しみず","清水");

map.put("えんどう","遠藤");

/********

1.キーが格納されている配列やListを別途用意しておき、組み合わせてループを行う

*********/

String[] keys = {"たなか","さとう","すずき","しみず","えんどう"};

for(int i = 0; i < keys.length; i++){

System.out.print("キー:" + keys[i] + "、値:");

System.out.println(map.get(keys[i]));

}

System.out.println("------");

/********

2.entrySet()メソッドを利用してMap.Entry<K,V>が格納されているSetオブジェクトを取得し、ループを行う

*********/

//Map.Entry<K,V>が格納されているSetオブジェクトを取得

Set<Map.Entry<String , String>> obj01 = map.entrySet();

//拡張forを利用してSetオブジェクトをループ処理

for(Map.Entry e : obj01){

System.out.print("キー:" + e.getKey() + "、値:");

System.out.println(e.getValue());

}

System.out.println("------");

/********

3.keySet()メソッドを利用してキーが格納されているSetオブジェクトを取得し、ループを行う

*********/

//キーが格納されているSetオブジェクトを取得

Set<String> obj02 = map.keySet();

//拡張forを利用してSetオブジェクトをループ処理

for(String s : obj02){

System.out.println("キー:" + s);

}

System.out.println("------");

/********

4.values()メソッドを利用して値が格納されているCollectionオブジェクトを取得し、ループを行う

*********/

//values()メソッドを利用して値が格納されているCollectionオブジェクトを取得

Collection<String> obj03 = map.values();

//拡張forを利用してCollectionオブジェクトをループ処理

for(String s : obj03){

System.out.println("値:" + s);

}

実行例

C:\work>javac Number52.java

C:\work>java Number52
キー:たなか、値:田中
キー:さとう、値:佐藤
キー:すずき、値:鈴木
キー:しみず、値:清水
キー:えんどう、値:遠藤
——
キー:えんどう、値:遠藤
キー:すずき、値:鈴木
キー:さとう、値:佐藤
キー:しみず、値:清水
キー:たなか、値:田中
——
キー:えんどう
キー:すずき
キー:さとう
キー:しみず
キー:たなか
——
値:遠藤
値:鈴木
値:佐藤
値:清水
値:田中

マップ　復習問題

HashMapについての説明で誤っているものを選んでください: 解答群; キーは重複不可である; キーの自然順序で管理する; 値をキーで管理する; 同じキーを利用すると値が上書きされる

TreeMapについての説明で誤っているものを選んでください: 解答群; キーは重複不可である; HashMapのメソッドとは名称も種類も全く別のものしか利用できない; Mapインターフェイスを実装している; 同じキーで値を追加すると値が上書きされる

put(K key , V value)メソッドの説明として誤っているものを選んでください: 解答群; 引数にはジェネリクスで指定した型のデータを指定する; 戻り値はない; キーは第一引数に指定する; 値は第二引数に指定する

get(K key)メソッドの説明として誤っているものを選んでください: 解答群; 戻り値がある; 指定したキーに対応する値が取得できる; 指定した値に対応するキーが取得できる; 指定した引数に対応するデータがない場合は、nullが戻り値となる

Mapオブジェクトをループさせる説明として誤っているものを選んでください: 解答群; entrySet()メソッドで取得したオブジェクトは、キーも値もループで取得できる; keySet()メソッドで取得したオブジェクトは、キーをループで取得できる; values()メソッドで取得したオブジェクトは、値をループで取得できる; keySet()メソッドとvalues()メソッドの戻り値の型は同じである

お疲れ様でした。

まとめ

- マップは値をキーで管理する
- 値を取得する際はキーを利用する
- キーの重複は不可となっており、キーが同一値が上書きされる
- メソッドを利用して要素の追加、削除、取得等が可能

Tags: Java, Map, コレクション, メソッド, 型, 実装, 引数, 戻り値

Mapオブジェクトのイメージ

HashMapのインスタンス生成と特徴

TreeMapのインスタンス生成と特徴

HashMapおよびTreeMapのメソッドを利用してデータを扱う

マップ サンプルプログラム

補足 Map内のデータをループ処理するには

キーと値をどちらもループで扱う場合

キーをループで扱う場合

値をループで扱う場合

ループに関連するメソッド

Mapとループ サンプルプログラム

マップ 復習問題

まとめ

マップ　サンプルプログラム

補足　Map内のデータをループ処理するには

Mapとループ　サンプルプログラム

マップ　復習問題