JavaでのListの使い方とArrayListとの違いとは？

この記事の要点

リストは、要素を順序付けして管理するコレクションの一種
Javaでリストを使うために、ListインターフェースやArrayListクラスが提供されている
Listを実装(implements)したクラスは、ArrayListの他にもLinkedListなどがあり、それぞれ長所と短所がある

以前、Javaでの副業についてどのような案件が多いのか、受注するためにどんなスキルが必要なのかなど、基礎についてご紹介していました。

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Javaでリストを使ったことはあるでしょうか？

要素数が固定の配列とは異なり、自由に要素を追加できる点が便利なリストですが、使い方は配列より複雑です。

当記事では、JavaのListインターフェースについてサンプルコード付きで分かりやすく解説しています。

これを読めば、ListとArrayListの関係性や具体的な使い方が分かるようになります。

リストとは
- Javaでどのようにリストを実現しているか
ArrayListとの違いとは
- ListとArrayListの関係性
Listの基本的な使い方
Listのメソッドの使い方
まとめ

リストとは

リストとは、複数のものをまとめて管理するための入れ物(コレクション)の一種です。

コレクションに対しては、要素を追加したり、要素を取り出したり、要素を変更したり、要素を削除したりできます。

リストの特徴は、要素を順序付けして管理していることです。

具体的には、「1番目の要素を取り出す」「3番目に要素を追加する」のような操作ができます。

この点は配列に似ています。

Javaでどのようにリストを実現しているか

Javaでは、「java.util.List」インターフェースでリスト構造が提供されています。

インターフェースなので、Listをそのままインスタンス化することはできません。

実際に利用するときは、ArrayListなどのListを実装(implements)したクラスを使います。

ArrayListとの違いとは

ArrayListは、リストの一種です。

つまり、Listインターフェースを実装(implements)したクラスの中の1つです。

ArrayListの特徴は、配列のように、要素を隣り合ったメモリに格納していくところです。

ListとArrayListの関係性

「ListとArrayList」の関係性は、「動物と犬」の関係性に似ています。

動物の中には、犬の他にも猫や鳥といった種類があるように、

Listの中にはArrayListの他にもLinkedListやVectorといった種類があります。

どのリストも万能なわけではなく、それぞれに得意、不得意があります。

例えばArrayListは、要素の取得が速く、要素の挿入や削除が遅いという特徴があります。

速度を気にしないなら全てArrayListを使えばいいですが、理想はケースバイケースでリストを使い分けられることです。

それぞれの長所、短所をまとめておいたので、参考にしてみてください。

List名	長所	短所
ArrayList	要素の取得が速い	要素の挿入、削除が遅い
LinkedList	要素の挿入、削除が速い	要素の取得が遅い
Vector	複数スレッドから同時アクセスOK	全体的に遅い

Listの基本的な使い方

先述の通り、Listはインターフェースなので、インスタンス化できません。

List型は、ArrayListなどのListを実装(implements)したクラスのインスタンスを取り扱うために使います。

List<要素の型名> list = new ArrayList<>();

Javaでリストを使う場合は、「」の中に、そのリストで取り扱う要素の型を指定します。

例えば文字列を取り扱う場合は、とします。

この「」はジェネリクスという仕組みですが、やや難しいので、ここでは書き方だけ覚えれば問題ありません。

それでは、サンプルコードを見てみましょう。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("apple");
list.add("lemon");
list.add("grape");
for(int i = 0; i < list.size(); i++){
    String str = list.get(i);
    System.out.println(i + "番目の要素：" + str);
}

出力結果

0番目の要素：apple

1番目の要素：lemon

2番目の要素：grape

Listに順番に文字列を追加し、順番に取り出して出力するプログラムです。

各メソッドについての説明はこの後行います。

ArrayListのインスタンスをnewで生成し、List型の変数で受け取っています。

この場合は別にArrayList型の変数で受け取ってもいいのですが、List型の変数はListを実装(implements)しているクラスのインスタンスなら全て扱えるので、柔軟性に優れています。

Listのメソッドの使い方

Listインターフェースには、要素を操作するための様々な抽象メソッドが用意されています。

よく使われるものをピックアップしてご紹介します。

戻り値	メソッド	説明
boolean	add(E e)	リストの最後に要素を追加する。
void	add(int index, E element)	第一引数で指定した位置に、要素を挿入する。
E	get(int index)	引数で指定した位置の要素を取得する。
boolean	contains(Object o)	引数のオブジェクトがリスト内にあるか判定する(あればtrue、なければfalse)。
boolean	remove(int index)	引数で指定した位置の要素を削除する。
boolean	isEmpty()	このリストに要素がない場合にtrueを返す。
int	size()	リスト内の要素の数を取得する。

※表中の「E」は、リストに格納する要素の型を表します

List<String> list = new ArrayList<>();
list.isEmpty(); // true
list.add("apple"); // [apple]
list.add("lemon"); // [apple, lemon]
list.add(1, "grape"); // [apple, grape, lemon]
list.get(2); // "lemon"
list.contains("apple"); // true
list.contains("melon"); // false
list.remove(1); // [apple, lemon]
list.isEmpty(); // false
list.size(); // 2