List

ScalaのコレクションフレームワークにおけるListは、不変（immutable）な線形データ構造であり、最も基本的かつ広く使用されるコレクションの一つです。以下に、Listの特徴、使い方、操作メソッドについて詳しく説明します。

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Listの基本的な特徴

• 不変性（immutability）: Scalaの標準Listは変更不可能です。一度作成されたListの内容を直接変更することはできません。要素を追加・削除する操作は、新しいListを返す形で行われます。

• 線形構造: Listは連結リスト（linked list）として実装されています。各要素は先頭（head）と残りのリスト（tail）という形で表されます。

• 先頭要素の取得と追加が高速: 先頭へのアクセスや追加は定数時間（O(1)）で行えますが、末尾へのアクセスや追加はリストをすべて辿る必要があるため、線形時間（O(n)）がかかります。

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Listの生成

scala
val list1 = List(1, 2, 3, 4, 5)        // 整数のList
val list2 = List("apple", "banana")    // 文字列のList
val emptyList = List.empty[Int]        // 空のList（型指定あり）

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基本操作

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要素の追加と連結

scala
val list1 = List(2, 3)
val newList = 1 :: list1           // :: はcons演算子（先頭に追加）
val combined = list1 ::: List(4)   // ::: はリストの連結

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高階関数の利用

ScalaのListは関数型スタイルの操作をサポートしており、以下のような高階関数が用意されています。

scala
val numbers = List(1, 2, 3)
val doubled = numbers.map(_ * 2)             // List(2, 4, 6)
val evens = numbers.filter(_ % 2 == 0)        // List(2)
val sum = numbers.foldLeft(0)(_ + _)          // 6

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ListとArrayの違い

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使用上の注意

• 順次処理やパターンマッチングに適しており、再帰との相性が良い。

• 要素数が多い場合、末尾要素へのアクセスコストに注意（ListではO(n)）。

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まとめ

ScalaのListは、イミュータブルで関数型指向に適した線形コレクションです。豊富な高階関数により、宣言的かつ直感的なデータ処理が可能です。ただし、用途によってはVectorやArrayの方が性能面で優れる場合もあるため、必要に応じて適切なコレクションを選択することが重要です。