Java HashSet クラス：初心者のガイド

はじめに

こんにちは、未来のJava開発者たち！今日は、Javaの素晴らしい世界であるHashSetについて深く掘り下げていきます。プログラミングが初めての方でも心配しないでください。私がこれまで教えた無数の学生たちにも同じように、一歩一歩お手本に导いていきます。HashSetを、ユニークなアイテムを保存できる魔法の箱だと思ってください。重複は許されません！それは、各種の靴を一つずつ入れられる特別な引き出しのようです。では始めましょう！

Java - HashSet

クラス宣言

Javaでは、HashSetはJava Collections Frameworkの一部です。それを使用するには、まずインポートする必要があります。

import java.util.HashSet;

HashSetの基本的な宣言は以下のようになります：

HashSet<E> hs = new HashSet<E>();

ここで、'E'はHashSetに保存したい要素の型の占位符です。例えば、文字列を保存したい場合：

HashSet<String> fruitBasket = new HashSet<String>();

パラメータ

HashSetを作成する際、2つのオプションのパラメータを指定することができます：

初期キャパシティ：HashSetが要素を保存するために使用する"バケツ"の数。
負荷係数：HashSetが自動的にサイズが拡大されるまでの満杯度の測定。

今はこれらについて深く考えなくても構いません。それらは、魔法の箱の高度な設定と思ってください！

クラスコンストラクタ

HashSetは4つのコンストラクタを提供します。それぞれを見ていきましょう：

// コンストラクタ1：デフォルトの初期キャパシティ（16）と負荷係数（0.75）で空のHashSetを作成
HashSet<String> set1 = new HashSet<>();

// コンストラクタ2：指定されたコレクションの要素を含むHashSetを作成
Collection<String> collection = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry");
HashSet<String> set2 = new HashSet<>(collection);

// コンストラクタ3：指定された初期キャパシティとデフォルトの負荷係数（0.75）で空のHashSetを作成
HashSet<String> set3 = new HashSet<>(20);

// コンストラクタ4：指定された初期キャパシティと負荷係数で空のHashSetを作成
HashSet<String> set4 = new HashSet<>(20, 0.8f);

クラスメソッド

以下は、最も一般的に使用されるHashSetメソッドの一覧です：

メソッド	説明
add(E e)	このセットに指定された要素がまだ存在しない場合、その要素をこのセットに追加
clear()	このセットからすべての要素を削除
contains(Object o)	このセットに指定された要素が存在する場合はtrueを返す
isEmpty()	このセットに要素がない場合はtrueを返す
remove(Object o)	このセットに指定された要素が存在する場合、その要素をこのセットから削除
size()	このセットにある要素の数を返す

継承されたメソッド

HashSetは親クラスからメソッドを継承します。注目すべきものには以下の通りです：

Setから：addAll(), containsAll(), equals(), hashCode(), removeAll(), retainAll()
Collectionから：iterator(), toArray()
Objectから：clone(), finalize(), getClass(), notify(), notifyAll(), wait()

HashSetに要素を追加する例

さあ、知識を実践して楽しい例を見ていきましょう。アイスクリーム店でユニークなアイスクリームのフレーバーを管理するプログラムを作成していると想象してください：

import java.util.HashSet;

public class IceCreamShop {
public static void main(String[] args) {
// アイスクリームのフレーバーを保存する新しいHashSetを作成
HashSet<String> flavors = new HashSet<>();

// いくつかのフレーバーを追加
flavors.add("バニラ");
flavors.add("チョコレート");
flavors.add("ストロベリー");
flavors.add("ミントチップ");

// デュプリケートを追加しようとする
boolean added = flavors.add("バニラ");

System.out.println("バニラを再度追加？ " + added);
System.out.println("私たちのアイスクリームのフレーバー：" + flavors);
System.out.println("私たちには " + flavors.size() + " 種類のユニークなフレーバーがあります！");

// 特定のフレーバーをお持ちしているか確認
String searchFlavor = "ロッキーロード";
if (flavors.contains(searchFlavor)) {
System.out.println("はい、私たちには " + searchFlavor + " があります！");
} else {
System.out.println(searchFlavor + " はおりません。");
}

// フレーバーを削除
flavors.remove("ストロベリー");
System.out.println("ストロベリーを削除した後の更新されたフレーバー：" + flavors);
}
}

出力

このプログラムを実行すると、以下のような出力が表示されます：

バニラを再度追加？ false
私たちのアイスクリームのフレーバー：[バニラ, ミントチップ, チョコレート, ストロベリー]
私たちには 4 種類のユニークなフレーバーがあります！
ロッキーロードはおりません。
ストロベリーを削除した後の更新されたフレーバー：[バニラ, ミントチップ, チョコレート]

何が起こったかを分解してみましょう：

アイスクリームのフレーバーを保存するためのHashSetを flavors として作成しました。
バニラ、チョコレート、ストロベリー、ミントチップの4つのフレーバーを追加しました。
バニラを再度追加しようとしましたが、HashSetは重複を許さないため add() は false を返しました。
全てのフレーバーを印刷しました。追加した順序とは異なるかもしれないことに注意してください - HashSetは挿入順序を保持しません。
contains() を使用してロッキーロードフレーバーをお持ちしているか確認しました。おらず、その結果 "おりません" メッセージを印刷しました。
最後に、ストロベリーを削除し、更新されたフレーバーのセットを印刷しました。

それでおしまい！初めてのHashSetを作成し、その主要なメソッドのいくつかを使用しました。覚えておきましょう、HashSetはユニークな要素を保存する必要があり、順序が気にしない場合に非常に役立ちます。それは、それぞれ異なる色のビー玉を持つ袋のようなもので、特定の色を持っているかどうかは簡単に確認できますが、袋をひっくり返してビー玉が出てくる順序を制御できないのと同じです。

Javaの旅を続ける中で、HashSetは多くの状況で非常に便利に使えることがわかります。まいりました、すぐにHashSetのプロになるでしょう！幸せなコーディング！

Credits: Image by storyset

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