JavaのList完全ガイド｜配列との違いから使い方・応用・トラブル対処まで徹底解説

1. はじめに

JavaにおけるListの重要性とは？

この記事の目的と対象読者

• Javaの学習を始めたばかりで、Listの使い方に不安がある方
• 配列（Array）とListの違いを明確に理解したい方
• ArrayListやLinkedListの使い分けに悩んでいる方
• 実務でListを使うにあたって基本を復習したい方

2. Listとは？

Listの概要と特徴

• 要素の重複を許可する
• インデックス指定で要素を取得・更新・削除できる
• 動的に要素数を増減できる（配列と異なり固定長ではない）

配列（Array）との違い

Listインターフェースとその実装クラス

• ArrayList 配列に似た構造で高速なアクセスが可能。データの検索やランダムアクセスに強い。
• LinkedList 各要素が前後の要素とリンクしている。挿入・削除が高速で、操作が頻繁にあるリスト向き。
• Vector ArrayListと似ていますが、スレッドセーフである代わりにやや重い。現在はあまり使われません。

3. Listの基本的な使い方

Listの宣言と初期化

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> fruits = new ArrayList<>();
    }
}

要素の追加（add）

fruits.add("りんご");
fruits.add("バナナ");
fruits.add("みかん");

要素の取得（get）

System.out.println(fruits.get(0)); // 「りんご」が表示される

要素の更新（set）

fruits.set(1, "ぶどう"); // 2番目の要素「バナナ」が「ぶどう」に置き換わる

要素の削除（remove）

fruits.remove(0);           // 先頭の要素を削除
fruits.remove("みかん");    // 「みかん」を削除（最初に一致したものだけ）

Listのサイズ取得（size）

System.out.println(fruits.size()); // 2などが返る

要素の存在確認（contains）

if (fruits.contains("ぶどう")) {
    System.out.println("ぶどうはあります");
}

まとめ：よく使う基本操作一覧

4. Listの操作例

forループによる走査

List<String> fruits = new ArrayList<>();
fruits.add("りんご");
fruits.add("バナナ");
fruits.add("みかん");

for (int i = 0; i < fruits.size(); i++) {
    System.out.println(fruits.get(i));
}

拡張forループ（for-each）による走査

for (String fruit : fruits) {
    System.out.println(fruit);
}

ラムダ式とStream APIによる走査

fruits.stream().forEach(fruit -> System.out.println(fruit));

fruits.stream()
      .filter(fruit -> fruit.contains("ん"))
      .forEach(System.out::println);

各方法の使い分け

5. ArrayListとLinkedListの違いと使い分け

ArrayListの特徴と適した用途

主な特徴：

• ランダムアクセス（インデックス指定）に非常に高速
• 要素の追加は、リストの末尾であれば高速（平均O(1)）
• 中間への挿入・削除は遅くなる（O(n)）

適している場面：

• 頻繁に検索（get()）する場面
• 要素数が事前にある程度予測できる場面
• 要素の追加・削除が少ない、読み取り中心の処理

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

LinkedListの特徴と適した用途

主な特徴：

• 要素の追加・削除が高速（特に先頭や末尾）
• ランダムアクセス（get(index)）は遅い（O(n)）
• メモリ消費量はArrayListよりやや多い

適している場面：

• 頻繁に要素を挿入・削除する場面（特に先頭や中間）
• キュー（Queue）やスタック（Stack）のように使いたい場合
• イテレーション中心で、インデックスアクセスが不要な場合

List<String> list = new LinkedList<>();

パフォーマンスの比較

実務での使い分けのポイント

• 「データを一覧として扱い、インデックスでアクセスする」ならArrayList
• 「先頭・中間での挿入・削除が多い」ならLinkedList
• パフォーマンスがシビアな処理では、必ずベンチマークを取って検証する

6. Listの応用的な使い方

Listのソート（Collections.sort）

import java.util.*;

List<String> fruits = new ArrayList<>();
fruits.add("バナナ");
fruits.add("りんご");
fruits.add("みかん");

Collections.sort(fruits);

System.out.println(fruits); // [みかん, りんご, バナナ]

独自の順序でソートする場合（Comparator使用）

fruits.sort(Comparator.reverseOrder()); // 降順に並び替え

Listのシャッフル（Collections.shuffle）

Collections.shuffle(fruits);
System.out.println(fruits); // [バナナ, みかん, りんご]（例）

Stream APIによるフィルタリング（filter）

List<String> filtered = fruits.stream()
    .filter(fruit -> fruit.contains("ん"))
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(filtered); // [みかん, りんご]

Stream APIによる変換（map）

List<Integer> lengths = fruits.stream()
    .map(String::length)
    .collect(Collectors.toList());

System.out.println(lengths); // 各果物名の文字数 [3, 3, 2] など

応用操作まとめ

7. よくあるエラーとその対処法

IndexOutOfBoundsException（インデックス範囲外エラー）

発生原因：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("りんご");

System.out.println(list.get(1)); // エラー：Index 1 out of bounds

対処法：

if (list.size() > 1) {
    System.out.println(list.get(1));
}

NullPointerException（ヌルポインタ例外）

発生原因：

List<String> list = null;
list.add("りんご"); // NullPointerException発生

対処法：

if (list != null) {
    list.add("りんご");
}

List<String> list = new ArrayList<>(); // 正しい初期化

ConcurrentModificationException（同時変更例外）

発生原因：

for (String fruit : list) {
    if (fruit.equals("バナナ")) {
        list.remove(fruit); // ConcurrentModificationException
    }
}

対処法：

Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
    if (it.next().equals("バナナ")) {
        it.remove(); // 安全に削除
    }
}

list.removeIf(fruit -> fruit.equals("バナナ"));

その他の注意点

• Listがnullでないことの確認
• 変数宣言だけして使わないケースが非常に多いです。初期化は必須です。
• インデックスは0から始まることの理解
• 初心者にありがちな「1番目がインデックス1」と勘違いしがちです。

エラー対策まとめ

8. まとめ

JavaのListの基礎を振り返る

• Listは順序付き・重複許可のコレクションで、インデックス操作が可能
• ArrayListとLinkedListという代表的な実装クラスがあり、特徴と用途が異なる
• 基本操作（追加、取得、更新、削除、検索）を使いこなすことで自在にデータ操作が可能
• forループ、拡張forループ、Stream APIなど、状況に応じた繰り返し処理
• ソートやフィルタ、変換といった応用処理にも対応
• よくあるエラーとその原因・対処法を理解することで、トラブルを未然に防げる

ArrayListとLinkedListの使い分け

• ArrayList：ランダムアクセスが多く、読み取りが中心
• LinkedList：挿入・削除が頻繁に発生し、アクセス順が重要

今後の学習に向けて

• Set・Map：ユニークな要素管理、キーと値のペア構造
• Collectionsユーティリティクラス：ソート、最小・最大の取得など
• Stream APIの活用：関数型プログラミングの導入
• ジェネリクスの理解：型安全なコレクション操作

よくある質問（FAQ）

Q1. JavaのListと配列（Array）の違いは何ですか？

Q2. ArrayListとLinkedListはどちらを使えばいいですか？

Q3. Listにはプリミティブ型（intやdoubleなど）を格納できますか？

List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
numbers.add(10); // オートボクシングされてInteger型として格納される

Q4. Listの要素を並び替えたいのですが、どうすればよいですか？

Q5. 要素を重複なく管理したい場合はどうすればよいですか？

List<String> distinctList = list.stream()
    .distinct()
    .collect(Collectors.toList());

Q6. Listの中身をすべて消去したいときはどうしますか？

list.clear();

Q7. Listの中で最もよく使う操作は何ですか？