Javaのコレクション「Map」とは？便利な使い方も紹介！

HashMap

中身の順番は保持されません。

そのため、順番を保持しないといけないデータには、使用できません。

LinkedHashMap

追加した順番に保持されます。

また、指定すればアクセス順にすることも可能です。

TreeMap

キーによって、自動的に並び替えされます。

主にキーが番号順・アルファベット順等の場合、
勝手に並び替えてくれるので便利です。

初期化する

Mapオブジェクトを初期化（生成）します。

基本的に引数は指定しなくてもいいですが、「初期容量」と「負荷係数」を指定できます。

指定しない場合、デフォルトで初期容量が16、負荷係数が0.75となります。

何かというと、オブジェクト生成時にまず、初期容量分の保存領域を確保します。

そして要素を追加していく中で、初期容量の負荷係数個に到達すると、保存領域を拡張します。

上記例でいうと、16個の領域があって、係数が0.75ということは、12個の要素を追加するときに、拡張します。

その後も負荷係数に達するたびに拡張し続けていきます。

この要領を拡張するという動作が非常に重たい動作になるので、できる限り最適に設定していきたいので、
最初からある程度量が分かっているのであれば、指定してあげるとパフォーマンスがよくなります。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // デフォルトの初期容量16とデフォルトの負荷係数0.75のインスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap1 = new HashMap<>();
    // 初期容量10とデフォルトの負荷係数0.75のインスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap2 = new HashMap<>(10);
    // 初期容量5と負荷係数1.0のインスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap3 = new HashMap<>(5, 1.0f);
  }
}

要素を追加する

キーと値を紐づけて、登録していきます。

例でいうと、社員番号をキー、フルネームを値、として紐づけて登録しています。

すでに登録済みのキーで追加すると、値が上書きされます。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // インスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap = new HashMap<>();
    // 追加 {22-01=田中}
    nameMap.put("22-01", "田中");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.put("22-02", "鈴木");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.put("22-01", "佐藤");
  }
}

要素を削除する

キーのみを指定して削除するか、キーと値の組み合わせを指定して、削除する方法があります。

キーのみを指定した場合は、キーが存在する時だけ、要素を削除します。

キーと値を指定した場合は、その組み合わせが存在する時だけ、要素を削除します。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // インスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap = new HashMap<>();
    // 追加 {22-01=佐藤}
    nameMap.put("22-01", "佐藤");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.put("22-02", "鈴木");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木, 22-03=田中}
    nameMap.put("22-03", "田中");
    // キーが一致する要素があれば削除
    // {22-02=鈴木, 22-03=田中}
    nameMap.remove("22-01");
    // キーと値が一致する要素があれば削除
    // {22-03=田中}
    nameMap.remove("22-02", "鈴木");
  }
}

要素を取得する

キーを指定して値を取得します。

キーが存在しない場合は、nullを返します。

また、「getOrDefault」を使用すると、もしキーが存在しない場合、
返却値をnullではなく第二引数にすることができます。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // インスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap = new HashMap<>();
    // 追加 {22-01=佐藤}
    nameMap.put("22-01", "佐藤");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.put("22-02", "鈴木");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木, 22-03=田中}
    nameMap.put("22-03", "田中");
    // 値を取得 > 佐藤
    nameMap.get("22-01");
    // 値を取得 > null
    nameMap.get("0000");
    // 値を取得 > 佐藤
    nameMap.getOrDefault("22-01", "特定不可");
    // 値を取得 > 特定不可
    nameMap.getOrDefault("0000", "特定不可");
  }
}

要素を変更する

要素の値を変更します。

キーと変更後の値を指定すれば、キーが存在するときだけ、変更後の値に変更します。

キーと変更前の値と変更後の値を指定すれば、
キーと変更前の値の組み合わせが存在する場合のみ、変更後の値に変更します。

上記に出てきた「put」の上書きとの違いは、キーが存在する場合は一緒ですが、
「put」は、キーが存在しない場合、そのまま追加されます。

「replace」は、キーが存在しない場合、何も起きません。

こういう違いがあるので、値を変更する場合は使い分けしましょう。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // インスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap = new HashMap<>();
    // 追加 {22-01=佐藤}
    nameMap.put("22-01", "佐藤");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.put("22-02", "鈴木");
    // キーが一致する要素があれば値を置換
    // {22-01=田中, 22-02=鈴木}
    nameMap.replace("22-01", "田中");
    // キーと値が一致する要素があれば値を置換
    // {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.replace("22-01", "田中", "佐藤");
  }
}

要素の数を取得する

Map内の要素の数を取得します。

取得できる数は人間が数える数字と同じなので、
1個、2個と数えるやり方と同じです。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // インスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap = new HashMap<>();
    // 中身の数を取得 > 0
    nameMap.size();
    // 追加 {22-01=佐藤}
    nameMap.put("22-01", "佐藤");
    // 中身の数を取得 > 1
    nameMap.size();
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.put("22-02", "鈴木");
    // 中身の数を取得 > 2
    nameMap.size();
  }
}

要素があるか判定する

Mapに要素があるかどうかを判定します。

ただし完全一致しないと存在しないと判定されます。

キーが存在するかの判定と、値が存在するかの判定、別々に用意されています。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // インスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap = new HashMap<>();
    // 追加 {22-01=佐藤}
    nameMap.put("22-01", "佐藤");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.put("22-02", "鈴木");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木, 22-03=田中}
    nameMap.put("22-03", "田中");
    // キーが存在するかを判定
    if (nameMap.containsKey("22-01")) {
      // 今回は存在するのでtrue
    }
    // 値が存在するかを判定
    if (nameMap.containsValue("佐藤")) {
      // 今回は存在するのでtrue
    }
  }
}

要素をすべてループする

Map内のすべてに何かを行いたいときは、要素をすべてループします。

キーだけをすべて取得する「keySet()」、値だけをすべて取得する「values()」というのもありますが、
実は今回紹介する「entrySet()」のほうが処理速度が速いので、基本はentrySetを使用したほうがいいと思います。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // インスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap = new HashMap<>();
    // 追加 {22-01=佐藤}
    nameMap.put("22-01", "佐藤");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木}
    nameMap.put("22-02", "鈴木");
    // 追加 {22-01=佐藤, 22-02=鈴木, 22-03=田中}
    nameMap.put("22-03", "田中");
    // Map内をすべてをループ
    for (Entry<String, String> entryName : nameMap.entrySet()) {
      // キーを取得
      entryName.getKey();
      // 値を取得
      entryName.getValue();
    }
  }
}

並び替え(ソート)する

上記で紹介した通り、並び替えを行うのであれば、TreeMapを使用します。

キーで自動的に並び替えが行われます。

デフォルトは昇順のため、逆順に指定することで、降順に並び替えもできます。

ただ、自動のため少し特殊な並び替えは自分で実装しないといけません。

そういう場合は判定したうえで、LinkedHashMapに順に追加するのが楽でしょう。

import java.util.Collections;
import java.util.TreeMap;
import java.util.Map;

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // 昇順の自動ソートMapのインスタンスを生成
    Map<String, String> autoSortMap = new TreeMap<>();
    // 自動ソートMapに追加 {01=佐藤, 02=鈴木, 03=田中}
    autoSortMap.put("03", "田中");
    autoSortMap.put("01", "佐藤");
    autoSortMap.put("02", "鈴木");
    // 降順の自動ソートMapのインスタンスを生成 {03=田中, 02=鈴木, 01=佐藤}
    Map<String, String> autoReverseSortMap = new TreeMap<>(Collections.reverseOrder());
    // 自動ソートMapに追加
    autoReverseSortMap.put("03", "田中");
    autoReverseSortMap.put("01", "佐藤");
    autoReverseSortMap.put("02", "鈴木");
  }
}

複数のキーを指定する

複数のキーを指定して値を取得したいことは、案外多い気がします。

ですが、Mapでは一つしかキーを指定できません。

Mapの中にMapを入れてしまう方法もありますが、キーに疑似的に複数のキーを指定するのが楽だと思います。

絶対にキーに含まれることのないと断言できる文字列を、区切り文字として指定して、
連結して一つのキーとして追加します。

例でいうと、部署名と社員番号をキーとしたいため、
「社員番号 + 区切り文字 + 社員番号」をキーとしています。

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

public class MapTest {
  public static void main(String[] args) {
    // 区切り文字を指定
    String splitStr = "|";
    // インスタンスを生成
    Map<String, String> nameMap = new HashMap<>();
    // 部署名と社員番号で複数キーを疑似的に追加
    nameMap.put("営業部" + splitStr + "0001", "佐藤");
    nameMap.put("営業部" + splitStr + "0002", "鈴木");
    nameMap.put("人事部" + splitStr + "0001", "田中");
    // 複数キーで取得 > 佐藤
    nameMap.get("営業部" + splitStr + "0001");
  }
}