Java LinkedHashSet完全マスター：特徴、メソッド、実践例

Java LinkedHashSet

このチュートリアルでは、例を用いてJavaのLinkedHashSetクラスとそのメソッドについて学習します。

JavaコレクションフレームワークのLinkedHashSetクラスは、ハッシュテーブルとリンクリストの両データ構造の機能を提供します。

Setインターフェースを実装します。

LinkedHashSetの要素は、HashSetと同様にハッシュテーブルに格納されます。

しかし、リンクハッシュセットは内部的にすべての要素に対して双方向リンクリストを維持します。このリンクリストがハッシュテーブルでの要素挿入順序を定義します。

LinkedHashSetの作成

リンクハッシュセットを作成するには、まずjava.util.LinkedHashSetパッケージをインポートする必要があります。

インポート後、Javaでリンクハッシュセットを作成する方法は以下の通りです。

// 容量8、負荷係数0.75のLinkedHashSet
LinkedHashSet<Integer> numbers = new LinkedHashSet<>(8, 0.75);

ここで、numbersというリンクハッシュセットを作成しました。

new LinkedHashSet<>(8, 0.75)の部分に注目してください。最初のパラメータはcapacity、2番目のパラメータはloadFactorです。

capacity - このハッシュセットの容量は8。つまり、8要素まで格納可能
loadFactor - このハッシュセットの負荷係数は0.6。ハッシュテーブルが60%満杯になると、要素は元の2倍サイズの新しいハッシュテーブルに移動

デフォルトの容量と負荷係数

容量と負荷係数を定義せずにリンクハッシュセットを作成することも可能です。例：

// デフォルト容量と負荷係数のLinkedHashSet
LinkedHashSet<Integer> numbers1 = new LinkedHashSet<>();

デフォルトでは、

リンクハッシュセットの容量は16
負荷係数は0.75

他のコレクションからLinkedHashSetを作成

他のコレクションのすべての要素を含むリンクハッシュセットを作成する方法：

import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.ArrayList;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 偶数のArrayListを作成
        ArrayList<Integer> evenNumbers = new ArrayList<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        System.out.println("ArrayList: " + evenNumbers);
        // ArrayListからLinkedHashSetを作成
        LinkedHashSet<Integer> numbers = new LinkedHashSet<>(evenNumbers);
        System.out.println("LinkedHashSet: " + numbers);
    }
}

出力

ArrayList: [2, 4]
LinkedHashSet: [2, 4]

LinkedHashSetのメソッド

LinkedHashSetクラスは、リンクハッシュセット上でさまざまな操作を実行するメソッドを提供します。

LinkedHashSetへの要素挿入

add() - 指定要素をリンクハッシュセットに挿入
addAll() - 指定コレクションのすべての要素をリンクハッシュセットに挿入

例：

import java.util.LinkedHashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> evenNumber = new LinkedHashSet<>();
        // add()メソッドの使用
        evenNumber.add(2);
        evenNumber.add(4);
        evenNumber.add(6);
        System.out.println("LinkedHashSet: " + evenNumber);
        LinkedHashSet<Integer> numbers = new LinkedHashSet<>();
        // addAll()メソッドの使用
        numbers.addAll(evenNumber);
        numbers.add(5);
        System.out.println("新しいLinkedHashSet: " + numbers);
    }
}

出力

LinkedHashSet: [2, 4, 6]
新しいLinkedHashSet: [2, 4, 6, 5]

LinkedHashSet要素へのアクセス

リンクハッシュセットの要素にアクセスするには、iterator()メソッドを使用します。このメソッドを使用するには、java.util.Iteratorパッケージをインポートする必要があります。例：

import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Iterator;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> numbers = new LinkedHashSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("LinkedHashSet: " + numbers);
        // iterator()メソッドの呼び出し
        Iterator<Integer> iterate = numbers.iterator();
        System.out.print("Iterator使用: ");
        // 要素へのアクセス
        while(iterate.hasNext()) {
            System.out.print(iterate.next());
            System.out.print(", ");
        }
    }
}

出力

LinkedHashSet: [2, 5, 6]
Iterator使用: 2, 5, 6,

注意：

hasNext()はリンクハッシュセットに次の要素があればtrueを返す
next()はリンクハッシュセットの次の要素を返す

HashSetからの要素削除

remove() - 指定要素をリンクハッシュセットから削除
removeAll() - リンクハッシュセットからすべての要素を削除

例：

import java.util.LinkedHashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> numbers = new LinkedHashSet<>();
        numbers.add(2);
        numbers.add(5);
        numbers.add(6);
        System.out.println("LinkedHashSet: " + numbers);
        // remove()メソッドの使用
        boolean value1 = numbers.remove(5);
        System.out.println("5は削除されたか？ " + value1);
        boolean value2 = numbers.removeAll(numbers);
        System.out.println("すべての要素が削除されたか？ " + value2);
    }
}

出力

LinkedHashSet: [2, 5, 6]
5は削除されたか？ true
すべての要素が削除されたか？ true

セット操作

LinkedHashSetクラスのさまざまなメソッドは、各種セット操作の実行にも使用できます。

和集合

2つのセットの和集合にはaddAll()メソッドを使用。例：

import java.util.LinkedHashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> evenNumbers = new LinkedHashSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        System.out.println("LinkedHashSet1: " + evenNumbers);
        LinkedHashSet<Integer> numbers = new LinkedHashSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(3);
        System.out.println("LinkedHashSet2: " + numbers);
        // 2つのセットの和集合
        numbers.addAll(evenNumbers);
        System.out.println("和集合: " + numbers);
    }
}

出力

LinkedHashSet1: [2, 4]
LinkedHashSet2: [1, 3]
和集合: [1, 3, 2, 4]

積集合

2つのセットの積集合にはretainAll()メソッドを使用。例：

import java.util.LinkedHashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> primeNumbers = new LinkedHashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        System.out.println("LinkedHashSet1: " + primeNumbers);
        LinkedHashSet<Integer> evenNumbers = new LinkedHashSet<>();
        evenNumbers.add(2);
        evenNumbers.add(4);
        System.out.println("LinkedHashSet2: " + evenNumbers);
        // 2つのセットの積集合
        evenNumbers.retainAll(primeNumbers);
        System.out.println("積集合: " + evenNumbers);
    }
}

出力

LinkedHashSet1: [2, 3]
LinkedHashSet2: [2, 4]
積集合: [2]

差集合

2つのセットの差集合にはremoveAll()メソッドを使用。例：

import java.util.LinkedHashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> primeNumbers = new LinkedHashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        primeNumbers.add(5);
        System.out.println("LinkedHashSet1: " + primeNumbers);
        LinkedHashSet<Integer> oddNumbers = new LinkedHashSet<>();
        oddNumbers.add(1);
        oddNumbers.add(3);
        oddNumbers.add(5);
        System.out.println("LinkedHashSet2: " + oddNumbers);
        // LinkedHashSet1とLinkedHashSet2の差集合
        primeNumbers.removeAll(oddNumbers);
        System.out.println("差集合: " + primeNumbers);
    }
}

出力

LinkedHashSet1: [2, 3, 5]
LinkedHashSet2: [1, 3, 5]
差集合: [2]

部分集合

あるセットが別のセットの部分集合かどうかをチェックするにはcontainsAll()メソッドを使用。例：

import java.util.LinkedHashSet;
class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LinkedHashSet<Integer> numbers = new LinkedHashSet<>();
        numbers.add(1);
        numbers.add(2);
        numbers.add(3);
        numbers.add(4);
        System.out.println("LinkedHashSet1: " + numbers);
        LinkedHashSet<Integer> primeNumbers = new LinkedHashSet<>();
        primeNumbers.add(2);
        primeNumbers.add(3);
        System.out.println("LinkedHashSet2: " + primeNumbers);
        // primeNumbersがnumbersの部分集合かチェック
        boolean result = numbers.containsAll(primeNumbers);
        System.out.println("LinkedHashSet2はLinkedHashSet1の部分集合か？ " + result);
    }
}

出力

LinkedHashSet1: [1, 2, 3, 4]
LinkedHashSet2: [2, 3]
LinkedHashSet2はLinkedHashSet1の部分集合か？ true

LinkedHashSetのその他のメソッド

メソッド	説明
`clone()`	`LinkedHashSet`のコピーを作成
`contains()`	指定要素を`LinkedHashSet`で検索しboolean結果を返す
`isEmpty()`	`LinkedHashSet`が空かどうかチェック
`size()`	`LinkedHashSet`のサイズを返す
`clear()`	`LinkedHashSet`からすべての要素を削除

LinkedHashSetメソッドの詳細については、Java LinkedHashSet（公式Javaドキュメント）を参照してください。

LinkedHashSet vs HashSet

LinkedHashSetとHashSetの両方がSetインターフェースを実装します。しかし、いくつかの違いがあります。

LinkedHashSetは内部的にリンクリストを維持するため、要素の挿入順を保持
LinkedHashSetクラスはHashSetより多くのストレージを必要とする。内部的にリンクリストを維持するため
LinkedHashSetのパフォーマンスはHashSetより遅い。リンクリストが存在するため

LinkedHashSet vs TreeSet

LinkedHashSetとTreeSetの主な違いは以下の通り：

TreeSetクラスはSortedSetインターフェースを実装。そのためツリーセットの要素はソートされる。しかし、LinkedHashSetクラスは要素の挿入順のみを維持
TreeSetは通常LinkedHashSetより遅い。要素追加時にソート操作を実行するため
LinkedHashSetはnull値の挿入を許可。しかし、TreeSetにはnull値を挿入できない

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