Java入門 #18 - HashSet（重複しない集合）

Set とは

Set（セット、集合）は「重複を許さない要素の集まり」です。数学の「集合」と同じ概念です。

List と Set の違い

HashSet の基本的な使い方

1. import

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

2. HashSet の宣言と生成

// Java 21
Set<String> uniqueNames = new HashSet<>();

3. 要素を追加する（add）

uniqueNames.add("Alice");
uniqueNames.add("Bob");
uniqueNames.add("Alice");  // 重複。実際には追加されない

System.out.println(uniqueNames.size());  // 2（Alice は1つだけ）

add() の戻り値は boolean で、追加に成功したら true、既に存在していたら false です。

boolean added1 = uniqueNames.add("Charlie");  // true
boolean added2 = uniqueNames.add("Charlie");  // false（既に存在）

4. 要素が存在するか確認（contains）

if (uniqueNames.contains("Alice")) {
    System.out.println("Alice は登録済み");
}

5. 要素を削除する（remove）

uniqueNames.remove("Bob");  // Bob を削除

6. 要素数を確認（size）

int count = uniqueNames.size();

7. 全削除（clear）

uniqueNames.clear();

HashSet の主要メソッド

実践例: 重複削除

配列やリストから重複を取り除きたい場合、HashSet に変換するのが定石です。

// Java 21
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] fruits = {"Apple", "Banana", "Apple", "Orange", "Banana", "Apple"};

        // 配列 → HashSet で重複削除
        Set<String> uniqueFruits = new HashSet<>(Arrays.asList(fruits));

        System.out.println("ユニークな果物:");
        for (String fruit : uniqueFruits) {
            System.out.println(fruit);
        }

        System.out.println("\n元の配列の長さ: " + fruits.length);  // 6
        System.out.println("重複削除後: " + uniqueFruits.size());  // 3
    }
}

出力（順序は不定）:

ユニークな果物:
Apple
Banana
Orange

元の配列の長さ: 6
重複削除後: 3

List vs Set（使い分けの例）

拡張 for 文で走査

HashSet は順序がありませんが、全要素を走査できます。

// Java 21
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Set<Integer> numbers = new HashSet<>();
        numbers.add(10);
        numbers.add(20);
        numbers.add(30);
        numbers.add(20);  // 重複、追加されない

        System.out.println("Set の要素:");
        for (int num : numbers) {
            System.out.println(num);
        }
    }
}

出力（順序は不定）:

Set の要素:
10
20
30

不変セット（Set.of）

不変セットは、一度作ったら変更不可です。Java 9 以降、Set.of() で作成できます。

// Java 21
import java.util.Set;

Set<String> colors = Set.of("Red", "Green", "Blue");

System.out.println(colors.contains("Red"));  // true
System.out.println(colors.size());  // 3

// 変更しようとするとエラー
// colors.add("Yellow");  // UnsupportedOperationException

実践例: ユニーク要素の抽出

ユーザー入力から重複を排除して一覧を作成します。

// Java 21
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "apple,banana,apple,orange,banana,grape,apple";
        String[] items = input.split(",");

        Set<String> uniqueItems = new HashSet<>();
        for (String item : items) {
            if (uniqueItems.add(item)) {
                System.out.println("新規追加: " + item);
            } else {
                System.out.println("重複検出: " + item);
            }
        }

        System.out.println("\nユニーク項目:");
        uniqueItems.forEach(System.out::println);
    }
}

出力:

新規追加: apple
新規追加: banana
重複検出: apple
新規追加: orange
重複検出: banana
新規追加: grape
重複検出: apple

ユニーク項目:
apple
banana
orange
grape

HashSet の内部動作（補足）

HashSet は内部で HashMap を使っています。要素を「キー」として格納し、値はダミーオブジェクトです。

List / Set / Map の総まとめ

これまで学んだ3大コレクションの比較です。

まとめ

次のステップ（発展学習へ）

おめでとうございます！ Java入門シリーズのコレクション編（List / Map / Set）が完了しました。これで基本的なデータ構造の選択ができるようになりました。

さらに学ぶべきこと

本サイトに今後、例外処理やファイル入出力の入門記事が追加される予定です。

参考リソース

• Oracle HashSet API ドキュメント — HashSet 公式リファレンス
• Oracle Set API — Set インターフェース
• Java Collections Framework — 公式チュートリアル
• Effective Java (Joshua Bloch) — equals / hashCode のベストプラクティス