【C#】HashSetが指定されたコレクションの真部分集合かどうかを判定する方法

C#の HashSet<T> クラスには、あるコレクションが別のコレクションに対して「真部分集合（proper subset）」であるかどうかを判定するためのメソッド IsProperSubsetOf() が用意されています。

真部分集合とは、対象となるコレクションのすべての要素を含み、かつ相手側が自分には含まれない要素を少なくとも1つ持っている状態を指します。つまり、2つの集合が完全に一致する場合は「真部分集合」とは見なされず、False が返されます。

この記事では、実際のコード例を使って IsProperSubsetOf() メソッドの使い方と動作を詳しく解説します。

サンプルコード1：真部分集合である場合

以下の例では、set1 のすべての要素（70、100、125、150）が set2 に含まれており、set2 は set1 にない追加の要素も持っているため、set1 は set2 の真部分集合となります。

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Demo {
   public static void Main(){
      HashSet<int> set1 = new HashSet<int>();
      set1.Add(70);
      set1.Add(100);
      set1.Add(125);
      set1.Add(150);

      Console.WriteLine("HashSet1の要素");
      foreach(int val in set1){
         Console.WriteLine(val);
      }

      HashSet<int> set2 = new HashSet<int>();
      set2.Add(30);
      set2.Add(60);
      set2.Add(70);
      set2.Add(80);
      set2.Add(100);
      set2.Add(125);
      set2.Add(150);
      set2.Add(200);

      Console.WriteLine("HashSet2の要素");
      foreach(int val in set2){
         Console.WriteLine(val);
      }

      Console.WriteLine("set1はset2の真部分集合か？ " + set1.IsProperSubsetOf(set2));
   }
}

実行結果

HashSet1の要素
70
100
125
150
HashSet2の要素
30
60
70
80
100
125
150
200
set1はset2の真部分集合か？ True

set1 の全要素が set2 に含まれ、set2 には set1 に存在しない要素（30、60、80、200）があるため、結果は True になります。

サンプルコード2：真部分集合でない場合

次に、set1 の要素が set2 にまったく含まれていないケースを見てみましょう。この場合、set1 は set2 の部分集合ではないため、結果は False となります。

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Demo {
   public static void Main(){
      HashSet<int> set1 = new HashSet<int>();
      set1.Add(10);
      set1.Add(20);

      Console.WriteLine("HashSet1の要素");
      foreach(int val in set1){
         Console.WriteLine(val);
      }

      HashSet<int> set2 = new HashSet<int>();
      set2.Add(30);
      set2.Add(60);
      set2.Add(70);
      set2.Add(80);
      set2.Add(100);
      set2.Add(125);
      set2.Add(150);
      set2.Add(200);

      Console.WriteLine("HashSet2の要素");
      foreach(int val in set2){
         Console.WriteLine(val);
      }

      Console.WriteLine("set1はset2の真部分集合か？ " + set1.IsProperSubsetOf(set2));
   }
}

実行結果

HashSet1の要素
10
20
HashSet2の要素
30
60
70
80
100
125
150
200
set1はset2の真部分集合か？ False

set1 の要素（10、20）は set2 に存在しないため、set1 は set2 の部分集合とは言えず、結果は False です。

IsProperSubsetOf() メソッドのポイント

• 戻り値： 現在の HashSet オブジェクトが引数で指定したコレクションの真部分集合であれば true、そうでなければ false を返します。
• 空の集合の扱い： 空の HashSet は、要素を持つ任意のコレクションの真部分集合と見なされます。
• 重複要素： 引数に渡されるコレクション内に重複する値が含まれていても、判定には影響しません。
• 関連メソッド： 「部分集合であること（同一でも可）」を判定したい場合は IsSubsetOf() を使用します。IsProperSubsetOf() は両者が同一の場合に false を返す点が異なります。

このように、IsProperSubsetOf() メソッドを使えば、集合間の包含関係を簡単かつ効率的にチェックできます。データの妥当性検証や権限チェックなど、集合論的な比較が必要な場面でぜひ活用してください。