【Java】SetとListの速度比較

2022年8月14日2025年7月4日

Javaでコレクションを使う際、「Set」と「List」のどちらを選ぶべきか迷ったことはありませんか？
どちらも要素の集まりを管理するインタフェースですが、内部構造や特性が異なるため、同じ操作でも処理性能に大きな差が出ることがあります。

この記事では、Set（HashSet）とList（ArrayList）に対して、「追加（add）」「検索（contains）」「削除（remove）」という基本操作の実行速度を比較し、それぞれの特性を明らかにします。

大量データを扱う場面では、こうした違いがアプリケーション全体のパフォーマンスに大きく影響します。処理内容に応じた最適なコレクション選定の参考になれば幸いです。

計測環境

各操作の処理時間を、以下の環境で実測しました。

Javaバージョン：AdoptOpenJDK 11
実行マシン：Intel Core i7 / 16GB RAM

計測結果

add（追加）

0から1000万未満の整数を順に追加する処理を比較しました。

// Setの計測
Set<Integer> set = new HashSet<>();
long start1 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
    set.add(i);
}
long end1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Set: " + (end1 - start1) + "ms");

// Listの計測
List<Integer> list = new ArrayList<>();
long start2 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
    list.add(i);
}
long end2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("List: " + (end2 - start2) + "ms");

Set: 3878ms
List: 1388ms

結果：追加処理では、Listの方が圧倒的に高速でした。
これは、HashSetが要素をハッシュ化して管理するため、追加時にハッシュ計算や重複チェックが発生するためと考えられます。

contains（検索）

0〜99999の値を格納した後、ランダムな整数が含まれているかを10万回チェックする処理を比較しました。

// Setの計測
Set<Integer> set = new HashSet<>();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    set.add(i);
}
long start1 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    set.contains((int) (Math.random() * set.size()));
}
long end1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Set: " + (end1 - start1) + "ms");

// Listの計測
List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    list.add(i);
}
long start2 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    list.contains((int) (Math.random() * list.size()));
}
long end2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("List: " + (end2 - start2) + "ms");

Set: 16ms
List: 3658ms

結果：Setが圧倒的に高速です。
HashSetではハッシュによる高速検索が可能なのに対し、ArrayListでは線形探索が行われるため、要素数が増えるほど処理時間が長くなります。

remove（削除）

0〜99999の整数を格納した後、ランダムに一致する値を10万回削除する処理を比較しました。

// Setの計測
Set<Integer> set = new HashSet<>();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    set.add(i);
}
long start1 = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    set.remove(Integer.valueOf((int) (Math.random() * 100000)));
}
long end1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Set: " + (end1 - start1) + "ms");

// Listの計測
List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    list.add(i);
}
long start2= System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    list.remove(Integer.valueOf((int) (Math.random() * 100000)));
}
long end2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("List: " + (end2 - start2) + "ms");