pi-10. Javaにおけるコレクショ

ンとジェネリクス：データ型の

柔軟な管理と型安全性の実現

金子邦彦

（Java マスター講座：基礎から応用まで）

URL: https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html

Javaのコレクション（ArrayList、HashMapなど）の

使い方と、ジェネリクスによる型安全なプログラミング

【学習内容の構成】

• コレクション：オブジェクトの集まりを1つのオブ

ジェクトとして扱うJavaの標準機能

• 基本データ型とラッパクラス：コレクションで基本

データ型を扱うための対応関係（int→Integer等）

• ジェネリクス：クラス名の後に型変数を指定し、格納

するオブジェクトの型を制限する機能

• 前提：Javaの基本文法、クラスとオブジェクトの概念、

クラス階層の理解

• 意義：型安全なコレクション操作による堅牢なプログ

ラム設計

Java Tutor の起動

① ウェブブラウザを起動する

② Java Tutor を使いたいので，次の URL を開く

https://pythontutor.com/java.html

③ 「Java」をクリック ⇒ 編集画面が開く

Java Tutor でのプログラム実行手順

(1)「Visualize Execution」をク

リックして実行画面に切り替える

(2)「Last」をクリック．

(3) 実行結果を確認する．

(4)「Edit this code」をク

リックして編集画面に戻る

Java Tutor 使用上の注意点①

• 実行画面で，次のような赤の表示が出ることがある →

無視してよい

過去の文法ミスに関する確認表示

邪魔なときは「Close」

Java Tutor 使用上の注意点②

「please wait ... executing」のとき，１０秒ほど待つ．

→ 混雑しているときは，「Server Busy・・・」

というメッセージが出ることがある．

混雑している．少し（数秒から数十秒）待つと自

動で表示が変わる（変わらない場合には，操作を

もう一度行ってみる）

10-1. Java のコレクション

コレクションとは

• コレクションは、オブジェクトの集まりを１つの

オブジェクトとして扱いたいときに使う

• Java の標準機能として，ArrayList，HashMap

など，コレクションを扱うためのクラスがある

１５８６３２２３

• 順序のあるデータ

• 要素の削除，挿入によりサイズが増減する

リスト (List) とは

add メソッドは、要素の挿入

演習

資料：14 ～ 15

【トピックス】

• リスト

拡張 for 文で

リストの要素をたどる

空のリストの

組み立て

add メソッドは

要素の挿入

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れる

② 実行し，結果を確認する

（あとで使うので、プログラムを消さないこと）

15, 8, 6, 32, 23

が表示される

「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認．

「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る

Java でのコレクションの使い方

• 型変数を使う（コレクションに入れるオブジェク

トのクラスを示す）

• 異なるクラスのオブジェクトをコレクションで扱

いたいときは、共通のスーパークラスを、型変数

に指定

演習

資料：18 ～ 19

【トピックス】

• リスト

• 型変数

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れる

② 実行し，結果を確認する

（あとで使うので、プログラムを消さないこと）

100, 200, 300,

400, 500 が表示

される

「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認．

「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る

クラス階層のイメージ

String, Integer に共通するスーパークラスは Object

Boolean

Character

Byte

Short

Java の標準機能のクラスの多くは、Object のサブクラス

Integer

Long

Float

Double

String

Object

演習

資料：22 ～ 23

【トピックス】

• リスト

• 型変数

• クラス階層

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れる

② 実行し，結果を確認する

（あとで使うので、プログラムを消さないこと）

100, hello が表

示される

「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認．

「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る

型変数は、毎回「Object」と書けば大丈夫ですか？

いいえ。

・プログラムが分かりにくくなる

・不便になる

型変数には、なるべく具体的なクラス名を書いた方がよいです．

10-2. Java の基本データ型

・基本データ

・基本データの配列

・クラスに属するオブジェクト:

Javaの標準機能のクラスは，

String, ArrayList, HashMap クラスなど多種

Java のデータの種類

データの種類

基本データ型

サイズ

整数

byte

8 bit

short

16 bit

int

32 bit

long

64 bit

浮動小数

float

32 bit

double

64 bit

文字

char

16 bit

true/false

boolean

Java のコレクションは、オブジェクトのコレク

ション

• Java では「基本データ型のコレクション」という

ものはない

ArrayList<int> などはない

データの種類

基本データ型

サイズ

整数

byte

8 bit

short

16 bit

int

32 bit

long

64 bit

浮動小数

float

32 bit

double

64 bit

文字

char

16 bit

true/false

boolean

Java のコレクションは、オブジェクトのコレク

ション

これは OK

これは動かない

Java のラッパクラス

基本データ型に対応したクラス

ラッパクラス基本データ型

------------------------------

Boolean boolean

Character char

Byte byte

Short short

Integer int

Long long

Float float

Double double

Java のコレクションは、オブジェクトのコ

レクション

• Java では「基本データ型のコレクション」という

ものはない

ArrayList<int> はない

「ラッパクラスのコレクション」で代用

ArrayList<Integer> で代用

10-3. Java のジェネリクス

Java のジェネリクスとは

• クラス名の後に「<クラス名>」を指定して、種々

の制限などができる機能

ArrayList は，コレクションのクラス．

ArrayList<Integer> は，m には整数しか入れない

という制限

Java のオブジェクトの生成

次の２つのオブジェクトを生成する Java プログラム

• このとき，次のクラスを使うことにする

a 1 2

b "xx" "yy"

s e

クラス名 Pair

属性 s, e

さまざまなクラスのオブジェクトが入る．

s と e のクラスは同じに制限したい．

• クラス定義で「class Pair<T>」のような書き

方ができる．

• このとき、コンストラクタで「new

Pair<Integer>」のような書き方ができる．

演習

資料：36 ～ 37

【トピックス】

• ジェネリクス

表示を確認

① Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ，

実行し，結果を確認する

「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認．

「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る

表示を確認

② Java Tutor のエディタで次のプログラムを入れ，

実行し，結果を確認する

「Visual Execution」をクリック．そして「Last」をクリック．結果を確認．

「Edit this code」をクリックすると，エディタの画面に戻る

全体まとめ

• Java の基本データ型のそれぞれに，ラッパクラス

がある．

• Java では「基本データ型のコレクション」という

ものはない

ArrayList<int> はない

「ラッパクラスのコレクション」で代用

ArrayList<Integer> で代用

• Java の標準機能として，ArrayList，HashMap

など，コレクションを扱うためのクラスがある．

• Java のコレクションのクラスの基礎は，ジェネリ

クスである

関連ページ
• Java プログラミング入門
GDB online を使用
https://www.kkaneko.jp/pro/ji/index.html
• Java の基本
Java Tutor, GDB online を使用
https://www.kkaneko.jp/pro/pi/index.html
• Java プログラム例
https://www.kkaneko.jp/pro/java/index.html
37

ソースコード 10-1

import java.util.ArrayList;

import java.util.Iterator;

public class YourClassNameHere {

public static void main(String[] args) {

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

m.add("15");

m.add("8");

m.add("6");

m.add("32");

m.add("23");

for(String s : m) {

System.out.println(s);

}

ソースコード 10-1

import java.util.ArrayList;

import java.util.Iterator;

public class YourClassNameHere {

public static void main(String[] args) {

ArrayList<Integer> m = new ArrayList<Integer>();

m.add(100);

m.add(200);

m.add(300);

m.add(400);

m.add(500);

for(Integer s : m) {

System.out.println(s);

}

ソースコード 10-3

class Pair<T> {

T s;

T e;

public Pair(T s, T e) {

this.s = s;

this.e = e;

}

public void print() {

System.out.println(s);

System.out.println(e);

}

public class YourClassNameHere {

public static void main(String[] args) {

Pair a = new Pair<Integer>(1, 2);

Pair b = new Pair<String>("xx", "yy");

a.print();

b.print();

}