【Java】javaのリスト（Listインターフェース）のメソッドを徹底解説２！　set、subList、replaceAll、sortメソッドを学習しよう！

はじめに

リスト操作は、プログラミングにおいて頻出のテーマとなります。

特にJavaのListインターフェースは、その豊富なメソッドによって、開発者たちに多様なリスト操作を提供しています。リストから特定の値を取り出したり、リストのすべての要素に対してある操作を適用したりと、その利用シーンは非常に多岐にわたります。

サルモリ

ヘイ！Javaでリスト操作をするって、とっても楽しいし、いろんなことができるんだよ！今回はそのいくつかを学んでいくよ！

この記事では、JavaのListインターフェースで頻繁に利用されるメソッドをピックアップし、それぞれの使い方や実装例について解説をしていきます。

具体的なコード例とともに、setやsubList、toArrayなど、便利なメソッドたちを実践的にご紹介していきます。

前回の記事はコチラ

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1. リストの特定の位置を更新：set(index, element)

set(index, element)メソッドを使用することで、ArrayListの特定の位置にある要素を新しい要素で更新することができます。

indexは、更新する要素の位置（0からスタート）を指定します。

elementは、新しい要素を指定します。

ポイント

setメソッドは、リストの要素を更新する際に用います。

特定の位置の要素を新しいものに書き換えるため、リスト内のデータの更新に非常に便利です。

ソースコード例

import java.util.ArrayList;

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");

        fruits.set(1, "Mango");
        
        System.out.println("Updated list: " + fruits);
    }
}

import java.util.ArrayList;

public class Program {

public static void main(String[] args) {

ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();

fruits.add("Apple");

fruits.add("Banana");

fruits.add("Cherry");

fruits.set(1, "Mango");

System.out.println("Updated list: " + fruits);

}

 出力結果
Updated list: [Apple, Mango, Cherry]

このコードでは、"Banana"（インデックス1）が"Mango"に更新されています。

そして、出力結果を見ると、"Banana"が"Mango"にちゃんと変更されていることがわかりますね。

サルモリ

setメソッドで簡単に要素を変更できるんだね！これならデータの更新もラクラクだ！

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2. リストの部分リストを取得：subList(fromIndex, toIndex)

subList(fromIndex, toIndex)メソッドを用いることで、リストから特定の範囲の要素を取得して新しいリストとして作成することができます。

fromIndex と toIndex は、部分リストの開始と終了のインデックスを指定します。

ただし、toIndex の位置の要素は含まれません。

ポイント

subListメソッドは部分リストを生成しますが、注意点として元のリストと部分リストは連動しています。

部分リストの要素を変更すると、元のリストも変更されますし、その逆もまた然りです。

ソースコード例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");
        fruits.add("Date");
        fruits.add("Fig");

        List<String> subFruits = fruits.subList(1, 4);
        
        System.out.println("Original list: " + fruits);
        System.out.println("Sub list: " + subFruits);
    }
}

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class Program {

public static void main(String[] args) {

ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();

fruits.add("Apple");

fruits.add("Banana");

fruits.add("Cherry");

fruits.add("Date");

fruits.add("Fig");

List<String> subFruits = fruits.subList(1, 4);

System.out.println("Original list: " + fruits);

System.out.println("Sub list: " + subFruits);

}

 出力結果
Original list: [Apple, Banana, Cherry, Date, Fig] Sub list: [Banana, Cherry, Date]

このコードでは、fruits.subList(1, 4)でインデックス1から3までの要素（Banana, Cherry, Date）を部分リストとして取得しています。

そして出力結果も期待通り、部分リストが得られていますね。

サルモリ

部分リスト便利だね！でも連動してるってことは、大きなプロジェクトで使う時は注意が必要ってことかな？

そうですね、サルモリさん！部分リストはあくまで元のリストの一部を指しているので、変更が元リストに影響を与える可能性があります。そのため、元のリストを変更せずに部分リストだけを操作したい場合は、新しいリストにコピーを作るなどの工夫が必要ですね！

3. リストを配列に変換：toArray()

toArray() メソッドを使用すると、リストの要素を配列に変換することができます。

これは特定の操作を配列上で行いたい場合や、配列を引数とするメソッドへリストを渡す必要がある場合に非常に役立ちます。

ポイント

toArrayメソッドは、リストの型に合わせた配列を作ることもでき、toArray(T[] a) の形式で利用することもできます。

ここでは、T型の配列を引数に渡して、その型の配列としてリストを受け取ることができます。

ソースコード例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("Apple");
        fruits.add("Banana");
        fruits.add("Cherry");
        fruits.add("Date");
        fruits.add("Fig");

        String[] arrayFruits = fruits.toArray(new String[0]);
        
        System.out.println("List: " + fruits);
        System.out.println("Array: " + Arrays.toString(arrayFruits));
    }
}

import java.util.ArrayList;

import java.util.Arrays;

public class Program {

public static void main(String[] args) {

ArrayList<String> fruits = new ArrayList<>();

fruits.add("Apple");

fruits.add("Banana");

fruits.add("Cherry");

fruits.add("Date");

fruits.add("Fig");

String[] arrayFruits = fruits.toArray(new String[0]);

System.out.println("List: " + fruits);

System.out.println("Array: " + Arrays.toString(arrayFruits));

}

 出力結果
List: [Apple, Banana, Cherry, Date, Fig] Array: [Apple, Banana, Cherry, Date, Fig]

上記のコード例では、toArray(new String[0]) を使用して、String型の配列としてリストを取得しています。

出力結果を見ると、リストが正確にString型の配列に変換されているのが分かります。

サルモリ

配列に変換すると、配列のメソッドを使えるようになるね！便利だけど、大きなリストを変換するときはパフォーマンスに注意しないといけないかな？

正解です、サルモリさん！大規模なデータを扱う場合、リストから配列への変換は追加のメモリを必要とします。したがって、リソースを効率的に使用するためには、パフォーマンスを確認しながら開発を行うことが大切ですね！

4. リストのすべての要素を置換：replaceAll(UnaryOperator<E> operator)

JavaのListインターフェースのreplaceAllメソッドは、リストの全要素を一定のルールに基づいて変換する時に使用します。

このメソッドは、リストの各要素に対してUnaryOperator関数を適用し、その結果をもとに要素を更新します。

ポイント

replaceAllメソッドを使用することで、リスト内の全ての要素を効率的に一括で変換することができます。

これは、大量のデータを一定のルールで更新する必要がある時に非常に便利です。

ソースコード例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
        fruits.add("apple");
        fruits.add("banana");
        fruits.add("cherry");

        fruits.replaceAll(String::toUpperCase);
        
        System.out.println(fruits);
    }
}

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class Program {

public static void main(String[] args) {

List<String> fruits = new ArrayList<>();

fruits.add("apple");

fruits.add("banana");

fruits.add("cherry");

fruits.replaceAll(String::toUpperCase);

System.out.println(fruits);

}

 出力結果
[APPLE, BANANA, CHERRY]

このコード例では、String::toUpperCaseメソッド参照を使用して、リストの各要素を大文字に変換しています。

すべての要素が効率的に一括で更新されていることが出力結果からも確認できます。

サルモリ

ワンアクションで全部大文字になるなんて、なかなか便利だね！これならコードもすっきりするし、パフォーマンス面でもメリットがありそうだね！

まさにその通りです、サルモリさん！効率的にコードを書く上で、replaceAllメソッドは大変有用です。特にデータの一括処理を行う場面では活躍すること間違いなしですね！次に解説するのは「sort」メソッドです。リスト内の要素を並べ替える方法について、次のセクションでじっくりと見ていきましょう！

5. リストの要素をソート：sort(Comparator<? super E> c)

JavaのListインターフェースのsortメソッドは、リスト内の要素を指定した順序で並べ替える際に使用します。

Comparatorインターフェースの実装を引数として渡すことで、自由にソートロジックを定義できます。

ポイント

特定の条件でリストをソートする際には、自分でComparatorを定義することで、細かいソートロジックを作り込むことができます。

複雑なデータ構造を持つオブジェクトをソートする際に特に役立ちます。

ソースコード例

import java.util.ArrayList;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        numbers.add(15);
        numbers.add(5);
        numbers.add(1);
        numbers.add(10);

        numbers.sort(Comparator.naturalOrder());
        
        System.out.println(numbers);
    }
}

import java.util.ArrayList;

import java.util.Comparator;

import java.util.List;

public class Program {

public static void main(String[] args) {

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();

numbers.add(15);

numbers.add(5);

numbers.add(1);

numbers.add(10);

numbers.sort(Comparator.naturalOrder());

System.out.println(numbers);

}

 出力結果
[1, 5, 10, 15]

このコード例では、Comparator.naturalOrder()を使用して、自然順序に従って数値をソートしています。

出力結果を見ると、リスト内の要素が小さい順にソートされていることが確認できます。

サルモリ

あれれ、自然順序ってなに？逆に大きい順にしたかったらどうすればいいの？

良い質問です、サルモリさん！自然順序とは、要素の型が実装しているComparableインターフェースに基づいたデフォルトの順序付けのことを言います。例えば、数字であれば小さい順、文字であれば辞書順となります。大きい順にソートしたい場合は、Comparator.reverseOrder()を使用します。これを利用すると、要素が大きい順にソートされます。これで、「sort」メソッドについての基本的な使い方を押さえることができました。次のセクションでは、「spliterator」メソッドにフォーカスを当て、その使用方法について掘り下げていきましょう！

6. スプリットイテレータの生成：spliterator()

Listインターフェースのspliteratorメソッドは、リストの要素に対するスプリットイテレータを作成します。

これは、リストを複数の部分に分割して、それぞれの部分を並列で処理する場合などに使用します。

ポイント

「spliterator」メソッドは、特に大きなデータセットを並列で処理する際に利点を発揮します。

メソッドが返すSpliteratorオブジェクトは、forEachRemaining()やtryAdvance()などを使用して、要素に対する処理を実行します。

ソースコード例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Spliterator;

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = new ArrayList<>();
        names.add("Alice");
        names.add("Bob");
        names.add("Charlie");
        names.add("Dave");

        Spliterator<String> spliterator = names.spliterator();
        
        spliterator.forEachRemaining(name -> {
            System.out.println("Name: " + name);
        });
    }
}

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

import java.util.Spliterator;

public class Program {

public static void main(String[] args) {

List<String> names = new ArrayList<>();

names.add("Alice");

names.add("Bob");

names.add("Charlie");

names.add("Dave");

Spliterator<String> spliterator = names.spliterator();

spliterator.forEachRemaining(name -> {

System.out.println("Name: " + name);

});

}

 出力結果
Name: Alice Name: Bob Name: Charlie Name: Dave

ここで、SpliteratorのforEachRemainingメソッドを使用して、リストの各要素をコンソールに出力しています。

このメソッドは、すべての要素に対して引数として渡したアクション（この場合は、要素を出力するラムダ式）を実行します。

サルモリ

ふむふむ、Spliteratorって分割するのに使うんだね！

そうですね、サルモリさん！正確には、Spliteratorは要素を「分割してイテレーションする」のに使います。これにより、例えばマルチスレッド環境でのパフォーマンスを向上させることができます。これまで、Listインターフェースで提供される多くの便利なメソッドについて学びましたね。次のセクションでは、「forEach」メソッドについて詳しく見ていきましょう。どうぞお楽しみに！

7. 各要素に対するアクションの実行：forEach()

forEachメソッドは、Java 8で導入されたメソッドで、コレクションの各要素に対して指定したアクション（ラムダ式やメソッド参照）を実行します。

これによって、要素を一つずつ取り出してfor文などで処理を行うことなく、一行のコードで全要素に対する処理を記述することができます。

ポイント

forEachメソッドは、内部的にイテレータを使用して各要素にアクションを適用します。

コードがシンプルで読みやすくなるため、繰り返し処理を行う際に非常に便利です。

ソースコード例

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> items = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry");
        
        items.forEach(item -> {
            System.out.println("Item: " + item);
        });
    }
}

import java.util.Arrays;

import java.util.List;

public class Program {

public static void main(String[] args) {

List<String> items = Arrays.asList("Apple", "Banana", "Cherry");

items.forEach(item -> {

System.out.println("Item: " + item);

});

}

 出力結果
Item: Apple Item: Banana Item: Cherry

上記のコードでは、Arrays.asList()メソッドを使用してリストを作成し、forEachメソッドで各要素に対してアクションを実行しています。

引数として渡されるラムダ式item -> System.out.println("Item: " + item)が各要素に適用され、要素がコンソールに出力されています。

サルモリ

なるほど、forEachでスッキリと処理できるんだね！

はい、サルモリさん！コードがスッキリするのはもちろん、処理の意図も一目でわかりやすくなりますね。次に、iteratorとlistIteratorメソッドについて詳しく説明します。これらのメソッドもリストの要素を順番にアクセスする際に役立ちますよ！

まとめ

本記事では、JavaのListインターフェースにおける様々なメソッドについて解説を行いました。

それぞれのメソッドは、コレクション（具体的にはリスト）とその要素に対して、異なる操作やアクセスを可能にします。

主要ポイント

setメソッドでリストの特定の位置の要素を更新。

subListメソッドでリストから一部分を新しいリストとして取得。

toArrayメソッドでリストを配列に変換。

replaceAllとsortメソッドでリストの全要素を一括で更新、または並び替え。

forEachメソッドで各要素に対するアクションを一括実行。

この他にもListインターフェースは多くの便利なメソッドを提供しており、具体的な要件や目的に合わせて適切なメソッドを選択して使用することで、効率的で可読性の高いコーディングが可能となります。

本記事が、Javaでのプログラミング、特にコレクションフレームワークを使用したリスト操作の理解を深める手助けとなり、実際のコード作成に役立つ情報を提供できたなら幸いです。

サルモリ

お疲れ様！これでリスト操作をもっと上手く使いこなせそうだね！

最後まで読んで頂き、ありがとうございました。少しでもお役にたてたなら幸いです！

サルモリ

最後まで読んでくれてありがとう！！

【Java】javaのリスト（Listインターフェース）のメソッドを徹底解説２！ set、subList、replaceAll、sortメソッドを学習しよう！

はじめに

【Java】javaのリスト（Listインターフェース）のメソッドを徹底解説！ よく使用するリストのメソッドを学習しよう！

1. リストの特定の位置を更新：set(index, element)

2. リストの部分リストを取得：subList(fromIndex, toIndex)

3. リストを配列に変換：toArray()

4. リストのすべての要素を置換：replaceAll(UnaryOperator<E> operator)

5. リストの要素をソート：sort(Comparator<? super E> c)

6. スプリットイテレータの生成：spliterator()

7. 各要素に対するアクションの実行：forEach()

まとめ

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【Java】javaのリスト（Listインターフェース）のメソッドを徹底解説２！　set、subList、replaceAll、sortメソッドを学習しよう！

【Java】javaのリスト（Listインターフェース）のメソッドを徹底解説！　よく使用するリストのメソッドを学習しよう！