【C#】Dictionaryでの存在チェックと効率的な操作方法

2024年9月16日2024年12月14日

C#のDictionaryクラスは、キーと値のペアを効率的に管理できる強力なデータ構造です。

本記事では、Dictionaryに対する存在チェックや操作を効率的に行う方法について詳しく解説します。
特に、C#でDictionary内のキーの存在を確認する方法や追加・検索時のポイントについて学べます。
この知識を活用することで、コードのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。

記事のポイント

Dictionaryクラスの基本的な使い方
ContainsKeyやTryGetValueを使用したキーの存在チェック方法
キーが存在しない場合の値の追加方法
Dictionaryの検索パフォーマンスについて

C# Dictionaryでの存在チェックの基本

Dictionaryクラスとは？

Dictionaryクラスはキーと値のペアを格納する汎用的なコレクションです。
C#でよく使われるデータ構造の一つで、キーは一意であり重複することはできません。
検索、追加、削除が高速に行えるため、大量のデータを効率的に管理することができます。

Dictionary<int, string> myDictionary = new Dictionary<int, string>();
myDictionary.Add(1, "Apple");
myDictionary.Add(2, "Banana");

この例では、myDictionaryという名前の辞書が作成され、キー1に”Apple”、キー2に”Banana”が追加されています。

C# Dictionaryはどういうときに使う？

Dictionaryは特定のキーを使って値を素早く見つけたい場合に使用します。
例えば、ユーザーIDをキーにしてユーザー情報を素早く検索する場合などに有用です。
Dictionaryはキーに基づいて値を管理するため、大量のデータに対しても効率的な検索が可能です。

C#でDictionaryにキーが存在するか確認する方法は？

Dictionaryに特定のキーが存在するか確認するには、ContainsKeyメソッドを使用します。
これにより、キーが既に登録されているかどうかを確認できます。

if (myDictionary.ContainsKey(1)) {
    Console.WriteLine("Key exists!");
} else {
    Console.WriteLine("Key does not exist.");
}

また、TryGetValueメソッドを使うことで、キーが存在するか確認しつつ、値を取得することも可能です。

if (myDictionary.TryGetValue(1, out string value)) {
    Console.WriteLine("Value: " + value);
} else {
    Console.WriteLine("Key does not exist.");
}

C# Dictionaryの活用方法と追加操作

DictionaryのKeyは同じにすることはできる？

Dictionaryでは、キーは一意である必要があります。
つまり、同じキーを複数回追加することはできません。
もし同じキーを使って値を追加しようとすると、ArgumentExceptionがスローされます。

try {
    myDictionary.Add(1, "Orange"); // 既にキー1が存在する場合、例外が発生
} catch (ArgumentException) {
    Console.WriteLine("The key already exists.");
}

ただし、TryAddメソッドを使うと、キーが存在しない場合にのみ値を追加し、例外を避けることができます。

bool added = myDictionary.TryAdd(1, "Orange");
Console.WriteLine(added ? "Value added." : "Key already exists.");

Dictionaryが空かどうか確認する方法

Dictionaryが空かどうか確認するには、Countプロパティを使用します。
Countが0の場合、Dictionaryは空です。

if (myDictionary.Count == 0) {
    Console.WriteLine("The dictionary is empty.");
} else {
    Console.WriteLine("The dictionary contains elements.");
}

Dictionaryになければ追加する

キーが存在しない場合に値を追加するには、ContainsKeyメソッドとAddメソッドの組み合わせや
TryAddメソッドを使います。
TryAddは一つの操作で追加を試みるため、効率的です。

if (!myDictionary.ContainsKey(3)) {
    myDictionary.Add(3, "Grape");
}

また、TryAddを使うと、同じ動作を一行で書くことができます。

myDictionary.TryAdd(3, "Grape");

C#でDictionaryの検索とパフォーマンスについて

Dictionaryの検索

Dictionaryはハッシュテーブルを基盤にしており、キーを使った検索は非常に高速です。
通常、O(1)の時間で検索が可能です。しかし、パフォーマンスはデータの量やハッシュ関数の効率に依存します。

string value = myDictionary[2];
Console.WriteLine("Found: " + value);

DictionaryのTryAddメソッドについて

TryAddメソッドは、キーが既に存在するか確認しつつ、存在しない場合にのみ値を追加するメソッドです。
Addメソッドと異なり、例外をスローしないため、より安全で効率的です。

DictionaryのContainskeyメソッドで部分一致できる？

ContainsKeyメソッドは完全一致でキーを検索するため、部分一致はサポートしていません。
部分一致で検索する場合は、キーを手動でループして検索する必要があります。

foreach (var key in myDictionary.Keys) {
    if (key.ToString().Contains("partialString")) {
        Console.WriteLine("Partial match found: " + key);
    }
}