Map を走査する｜コードで実践

Map を走査するとは

Map をキーと値のペアでループする方法を学ぼう。entrySet / keySet / values の使い分けと、順序を保証する LinkedHashMap の使い方まで身につける。

Map をループするのは「リストと少し違う」

List や配列の走査は for-each でサクッと書けますが、Map はキーと値の 2 つを同時に扱うため、ループの書き方にコツがあります。Java の Map は key と value のペアを大量に格納するデータ構造で、辞書のような使い方ができます。たとえば商品名と単価、ユーザー ID と名前、URL とアクセス数などをまとめて持ちたいときに便利です。

List は「1 列のデータ」、Map は「2 列のデータ」と覚えると整理しやすいです。Map を走査するときは「キーの列だけ見たいのか」「値の列だけ見たいのか」「ペアでまとめて見たいのか」を最初に決めましょう。

このレッスンでは、HashMap LinkedHashMap TreeMap の違いをおさえつつ、entrySet keySet values の 3 種類の走査と forEach のラムダ版までを一気に身につけます。最後の課題では、LinkedHashMap<String,Integer> に商品と価格を順番に入れて、合計金額 380 を計算します。

Map 走査の 3 種類

Map をループする方法は、大きく分けて次の通りです。

map.entrySet() を回す — キーと値の両方を同時に取れる、もっとも一般的なやり方
map.keySet() を回す — キーだけ欲しいときに使う
map.values() を回す — 値だけ欲しいときに使う

値の合計を出したいだけなら values()、キーの一覧を出したいだけなら keySet()、両方使う処理なら entrySet() が定番です。entrySet を使うときに登場するのが Map.Entry<K,V> という型で、これが「ペア 1 つ分」を表します。

Java

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapIterateExample {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> prices = new HashMap<>();
        prices.put("apple", 100);
        prices.put("banana", 80);

        for (Map.Entry<String, Integer> e : prices.entrySet()) {
            System.out.println(e.getKey() + " = " + e.getValue());
        }
    }
}

Map.Entry には getKey() と getValue() の 2 つのメソッドがあり、これを呼ぶとペアの中身が取り出せます。for-each の右側に map.entrySet() を書くだけで、Map を 1 ペアずつ取り出すループが完成します。

entrySet() は 1 度だけ呼ぶ のがコツです。ループ内で何度も呼ぶ必要はありません。for-each の右側で 1 回だけ呼んでおけば、Map.Entry が次々に流れてきます。

Map の種類で「順序」が変わる

ここがこのレッスンの一番大事なところです。HashMap LinkedHashMap TreeMap は、同じ Map インターフェースですが、走査したときの順序がそれぞれ違います。

HashMap — 順序は不定。put した順番は保証されない。速いが順序が必要な場面では使わない
LinkedHashMap — 挿入した順序を保証する。順番が大事な場面の定番
TreeMap — キーのソート順に並ぶ。アルファベット順や数値順で取りたいときに使う

たとえば HashMap<String,Integer> に apple banana cherry を順に put しても、走査すると banana, apple, cherry のような順番で出てくる可能性があります。これは内部のハッシュ表のレイアウトで決まるので、自分でコントロールできません。Java 8 以降は条件付きで挿入順に近い順番になる場合もありますが、順序に依存したコードを書いてはいけない のがルールです。

Java

import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

public class OrderedMap {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Integer> prices = new LinkedHashMap<>();
        prices.put("apple", 100);
        prices.put("banana", 80);
        prices.put("cherry", 200);

        for (Map.Entry<String, Integer> e : prices.entrySet()) {
            System.out.println(e.getKey() + " = " + e.getValue());
        }
    }
}

このコードは必ず apple → banana → cherry の順で出力されます。表示順や合計の計算順序を put した順に揃えたいなら、迷わず LinkedHashMap を選びましょう。

「順序が安定しないと困る」「結果を毎回同じにしたい」場合は LinkedHashMap、「キーで並べたい」場合は TreeMap を使います。HashMap は順序を気にしない場面の最速オプションだと覚えましょう。

entrySet 走査の流れを図で確認

entrySet 走査の流れを Mermaid のフローチャートにしてみました。Map を走査するとき、頭の中ではこんな処理が動いています。

diagram (will load when visible)

ポイントは、entrySet が その場で新しい Set を作っているわけではない ということです。内部では Map の中身を直接見るビュー (view) を返しているだけなので、ループ中に map.remove(e.getKey()) のような変更をすると ConcurrentModificationException が飛ぶことがあります。走査と変更を同時にやりたい場合は Iterator.remove() を使うか、削除対象を別リストに溜めてからループ後にまとめて消すのが安全です。

Java 8 の forEach でラムダ走査

Java 8 以降は、forEach(BiConsumer) というもっと短い書き方も用意されています。BiConsumer は「引数 2 つを受け取って何もしない関数」を表すインターフェースで、Map の走査と相性ばっちりです。

Java

Map<String, Integer> prices = new LinkedHashMap<>();
prices.put("apple", 100);
prices.put("banana", 80);
prices.put("cherry", 200);

int[] sumHolder = {0};
prices.forEach((key, value) -> {
    sumHolder[0] += value;
});
System.out.println(sumHolder[0]);

ラムダの中からは外側のローカル変数を「実質 final」でしか参照できないため、合計を入れる箱として int[] sumHolder = {0} のように長さ 1 の配列を使うのが定番テクニックです。シンプルに for-each + entrySet で書けるならそれで十分ですが、forEach(BiConsumer) を覚えておくと、Map の中身を一気にログ出力するときなどに重宝します。

ラムダ版 forEach は短くて読みやすい反面、break や continue が使えません。途中で抜けたい・条件で飛ばしたい場合は、伝統的な for-each + entrySet の方が向いています。

よくある間違い

Map の走査でつまずきやすいポイントは次の通りです。

HashMap の順序を期待してしまう — put した順や key のソート順が出てくると思い込むのは典型的なバグです。順序が必要なら LinkedHashMap か TreeMap を選ぶ
Map.Entry を null チェックしてしまう — for-each が回している Map.Entry 自体は null にはなりません。null チェックすべきは中身の value (e.getValue() == null) であって、Entry そのものではありません
map.entrySet() の戻り型を勘違いする — entrySet() は Set<Map.Entry<K,V>> を返します。List でも Map でもなく Set なので、インデックスでアクセスはできません。あくまで「ペアの集合」をループするためのものだと覚えましょう

もうひとつ、Map.Entry の型宣言を省略してしまうのも初学者にありがちなミスです。for (var e : map.entrySet()) のように var を使えば省略できますが、Map.Entry を明示的に書いた方が補完が効きやすく、レビューでも読みやすくなります。チームのスタイルに合わせて選びましょう。

やってみよう

右側のエディタで、次の手順で課題を解いてみてください。

Solution.totalValue() の中で java.util.LinkedHashMap<String,Integer> を作る
map.put("apple", 100) map.put("banana", 80) map.put("cherry", 200) の順に値を入れる
int sum = 0; を用意し、map.entrySet() を for-each で回して sum += e.getValue(); する
ループが終わったら return sum; で合計を返す

テストでは戻り値が 380 であることだけ確認しますが、順序を保証する ために LinkedHashMap を選んでいるところがこのレッスンの一番のポイントです。HashMap でも 100 + 80 + 200 の合計はたまたま同じ 380 になりますが、本番のコードでは「順序が必要なら順序を保証する Map を選ぶ」という意識を必ず持ってください。

慣れてきたら、forEach(BiConsumer) 版にリファクタしたり、keySet() + map.get(key) 版に書き換えたり、values() だけを回す版で書き直したりして、3 種類の走査をすべて手で打ってみると一気に身につきます。Map の走査を自由に書けるようになると、Java の中級ステージはぐっと近づきます。

よくある質問

Q. 中級の内容は実務でどれくらい使いますか？

A. Collection（List/Map/Set）、Stream、例外処理、ジェネリクスは毎日のように登場します。Date/Time API、Files、try-with-resources も実務で頻出するため、本コースの内容は実プロジェクトでそのまま役立ちます。

Q. Stream と for ループはどっちで書くべき？

A. 可読性で選んでください。filter + map + collect が綺麗にハマるなら Stream、副作用や複雑な分岐が多いなら for ループの方が読みやすいです。一律にどちらを使うべきという正解はなく、チームのコーディング規約に合わせるのが現実的です。

Q. 次のステップでは何を学ぶべきですか？

A. 中級の基礎が固まったら、Spring Boot で Web API を作る、JUnit でテストを書く、Maven/Gradle でビルドを管理する、といった実プロジェクトのスキルに進むと効果的です。OSS のコードを読む経験も大きく成長を促します。

次のレッスン

次は Set で重複を排除 で、Set で重複を排除を学びます。

事前確認 — 進む前に次の 3 つができることを確認しましょう。

Map 走査の要点を自分の言葉で説明できる
このレッスンの最小コード (または操作手順) を見ずに書ける
練習問題やクイズで間違えた箇所を読み直して理解した

理解度チェック (30 秒)

Q. Map 走査とは何か、1 文で説明してください。

この章のポイント

A. 本文の「このレッスンで分かること」または冒頭の説明文を見直し、自分の言葉で要約できれば OK。詰まったら本レッスンの最初の H2 セクションを読み返してみましょう。

関連レッスン

Map を走査する

Map をループするのは「リストと少し違う」

Map 走査の 3 種類

Map の種類で「順序」が変わる

entrySet 走査の流れを図で確認

Java 8 の forEach でラムダ走査

よくある間違い

やってみよう

よくある質問

Q. 中級の内容は実務でどれくらい使いますか？

Q. Stream と for ループはどっちで書くべき？

Q. 次のステップでは何を学ぶべきですか？

次のレッスン

要件

入出力例

ヒント

メモ