getElementById() vs querySelector()：要素取得メソッド徹底比較

ウェブ開発において、JavaScriptでHTML要素を操作することは基本中の基本です。そして、その第一歩となるのが、操作したい要素をドキュメントから取得すること。JavaScriptには、要素を取得するための様々なメソッドが用意されていますが、中でもよく使われるのが getElementById() と querySelector() です。

この記事では、この二つのメソッドに焦点を当て、それぞれの特徴、メリット、デメリットを徹底的に比較し、具体的なコード例を交えながら、どのような場面でどちらを使うべきかを詳しく解説します。さらに、querySelector() の進化版である querySelectorAll() や、パフォーマンスに関する考察、レガシーブラウザへの対応など、要素取得に関する周辺知識も網羅的にカバーすることで、あなたのJavaScriptスキルを一段階引き上げることを目指します。

1. はじめに：要素取得の重要性

ウェブサイトはHTML、CSS、JavaScriptの3つの技術によって構成されています。HTMLはウェブページの構造を定義し、CSSは見た目を装飾し、JavaScriptはインタラクティブな動作を実現します。

JavaScriptでウェブページの動的な動作を制御するためには、まずHTML要素を取得し、その要素に対して様々な操作（内容の変更、属性の変更、スタイルの変更、イベントリスナーの追加など）を行う必要があります。要素の取得は、JavaScriptでウェブページを操作するための出発点であり、非常に重要なスキルと言えます。

2. getElementById()：IDによる要素取得

2.1. 概要

getElementById() メソッドは、ドキュメント内で指定された id 属性を持つ要素を返します。id 属性はHTMLドキュメント内で一意であるべきなので、getElementById() は常に一つの要素（または null ）を返します。

2.2. 構文

javascript
element = document.getElementById(id);

• id: 取得したい要素の id 属性の値（文字列）。
• element: 取得した要素（HTML elementオブジェクト）。該当する要素が存在しない場合は null が返されます。

2.3. 特徴

• 高速: ブラウザは id 属性に対して最適化されているため、一般的に getElementById() は他の要素取得メソッドよりも高速に動作します。
• シンプル: 構文が非常にシンプルで、直感的に理解しやすいです。
• 一意性: id 属性はドキュメント内で一意であるべきなので、確実に一つの要素を取得できます。
• 互換性: 非常に古いブラウザでも動作するため、互換性が高いです。

2.4. コード例

“`html

Hello World!

This is a paragraph.

“`

この例では、id 属性がそれぞれ “myHeading” と “myParagraph” である <h1> 要素と <p> 要素を getElementById() で取得し、それぞれテキスト内容の変更とスタイルの変更を行っています。

2.5. メリット

• 高速な要素取得: id 属性はブラウザによって最適化されているため、高速な要素取得が可能です。
• 簡潔なコード: 構文がシンプルで、コードが読みやすく、書きやすいです。
• 高い互換性: 古いブラウザでも動作するため、互換性が高いです。

2.6. デメリット

• id属性に依存: HTML構造に id 属性が必須となります。もし、id 属性が付与されていない要素を取得したい場合は使用できません。
• 特定の要素のみ: id 属性はドキュメント内で一意であるべきなので、複数の要素を一度に取得することはできません。
• 動的な要素: 動的に生成された要素の場合、id 属性が重複する可能性があるため、注意が必要です。

3. querySelector()：CSSセレクタによる要素取得

3.1. 概要

querySelector() メソッドは、指定されたCSSセレクタに一致するドキュメント内の最初の要素を返します。CSSセレクタを使用するため、id 属性だけでなく、クラス名、タグ名、属性など、様々な条件で要素を取得できます。

3.2. 構文

javascript
element = document.querySelector(selectors);

• selectors: CSSセレクタの文字列。
• element: 指定されたセレクタに一致する最初の要素（HTML elementオブジェクト）。該当する要素が存在しない場合は null が返されます。

3.3. 特徴

• 柔軟性: CSSセレクタを使用するため、様々な条件で要素を取得できます。
• 強力: 複雑なCSSセレクタを使用することで、特定の要素をピンポイントで取得できます。
• 汎用性: id 属性だけでなく、クラス名、タグ名、属性など、様々な要素を取得できます。
• querySelectorAll(): querySelector() の進化版として、CSSセレクタに一致するすべての要素を NodeList として返す querySelectorAll() メソッドがあります。

3.4. コード例

“`html

Hello World!

This is a paragraph with class “highlight”.

This is another paragraph.

• Item 1
• Item 2
• Item 3

“`

この例では、id 属性、クラス名、タグ名をそれぞれ使用して、querySelector() で要素を取得し、それぞれテキスト内容の変更、スタイルの変更を行っています。

3.5. メリット

• 高い柔軟性: CSSセレクタを使用するため、様々な条件で要素を取得できます。
• 簡潔な記述: 複雑な条件でも、CSSセレクタで簡潔に要素を指定できます。
• 強力なセレクタ: 属性セレクタ、疑似クラス、疑似要素など、高度なセレクタを使用できます。
• querySelectorAll(): 複数の要素を一度に取得できます。

3.6. デメリット

• getElementById() よりも遅い: 一般的に、getElementById() よりも速度が遅いです。
• CSSセレクタの知識が必要: CSSセレクタの知識がないと、使いこなすのが難しいです。
• 古いブラウザでは動作しない可能性がある: 比較的新しいメソッドなので、古いブラウザでは動作しない可能性があります。

4. querySelectorAll()：CSSセレクタによる複数要素取得

4.1. 概要

querySelectorAll() メソッドは、指定されたCSSセレクタに一致するドキュメント内のすべての要素を NodeList として返します。querySelector() が最初に一致する要素のみを返すのに対し、querySelectorAll() は一致するすべての要素を返します。

4.2. 構文

javascript
elements = document.querySelectorAll(selectors);

• selectors: CSSセレクタの文字列。
• elements: 指定されたセレクタに一致するすべての要素を含む NodeList。該当する要素が存在しない場合は空の NodeList が返されます。

4.3. 特徴

• 複数要素取得: CSSセレクタに一致するすべての要素を一度に取得できます。
• NodeList: 返り値は NodeList オブジェクトであり、配列のようにアクセスできます（ただし、配列のすべてのメソッドが使えるわけではありません）。
• 動的: NodeList はライブコレクションではなく、静的なコレクションです。つまり、querySelectorAll() を実行した後にドキュメントが変更されても、NodeList の内容は更新されません。

4.4. コード例

“`html

This is the first paragraph with class “highlight”.

This is another paragraph.

This is the second paragraph with class “highlight”.

“`

この例では、クラス名 “highlight” を持つすべての <p> 要素を querySelectorAll() で取得し、それぞれの要素のスタイルを変更しています。

4.5. NodeList の扱い

NodeList は配列に似たオブジェクトですが、配列のすべてのメソッド（map(), filter(), reduce() など）が使えるわけではありません。NodeList を配列として扱いたい場合は、以下のいずれかの方法で変換する必要があります。

• Array.from():

“`javascript
const highlightedParagraphs = document.querySelectorAll(“.highlight”);
const paragraphsArray = Array.from(highlightedParagraphs);

paragraphsArray.forEach(paragraph => {
paragraph.style.fontWeight = “bold”;
});
“`

• スプレッド構文:

“`javascript
const highlightedParagraphs = document.querySelectorAll(“.highlight”);
const paragraphsArray = […highlightedParagraphs];

paragraphsArray.forEach(paragraph => {
paragraph.style.fontWeight = “bold”;
});
“`

• ループ処理:

“`javascript
const highlightedParagraphs = document.querySelectorAll(“.highlight”);

for (let i = 0; i < highlightedParagraphs.length; i++) {
highlightedParagraphs[i].style.fontWeight = “bold”;
}
“`

5. パフォーマンスに関する考察

一般的に、getElementById() は他の要素取得メソッドよりも高速に動作します。これは、ブラウザが id 属性に対して最適化されているためです。

一方、querySelector() と querySelectorAll() は、CSSセレクタの解析が必要となるため、getElementById() よりも処理に時間がかかります。特に、複雑なCSSセレクタを使用する場合は、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。

しかし、実際のウェブ開発においては、要素取得の速度よりも、コードの可読性や保守性の方が重要な場合も多くあります。そのため、パフォーマンスが極端に重要な場合を除き、getElementById() と querySelector() / querySelectorAll() の速度差を過度に気にする必要はありません。

もし、パフォーマンスが気になる場合は、以下の点に注意すると良いでしょう。

• getElementById() を優先: id 属性で要素を取得できる場合は、getElementById() を優先的に使用します。
• CSSセレクタを最適化: querySelector() / querySelectorAll() を使用する場合は、できるだけシンプルなCSSセレクタを使用します。
• 要素取得の回数を減らす: 同じ要素を何度も取得しないように、変数に格納するなどして、要素取得の回数を減らします。

6. レガシーブラウザへの対応

getElementById() は非常に古いブラウザでも動作するため、互換性が高いです。

一方、querySelector() と querySelectorAll() は、比較的新しいメソッドなので、古いブラウザでは動作しない可能性があります。

もし、古いブラウザへの対応が必要な場合は、以下のいずれかの方法で対応する必要があります。

• ポリフィル: querySelector() と querySelectorAll() をサポートしていないブラウザに対して、これらのメソッドの機能を JavaScript で実装したポリフィルを使用します。
• ライブラリ: jQuery などの JavaScript ライブラリは、querySelector() と querySelectorAll() に相当する機能を提供しており、古いブラウザでも動作します。
• 代替手段: getElementsByClassName() や getElementsByTagName() などの、より古いメソッドを使用します。

7. 具体的な使い分け

それでは、getElementById() と querySelector() / querySelectorAll() は、具体的にどのような場面で使い分けるべきでしょうか？

• id属性で要素を取得する場合: id 属性で要素を取得する場合は、getElementById() を使用するのが最適です。高速に要素を取得でき、コードも簡潔になります。

javascript
const element = document.getElementById("myElement");

• 特定のクラス名を持つ要素を取得する場合: 特定のクラス名を持つ要素を取得する場合は、querySelector() または querySelectorAll() を使用します。

javascript
const element = document.querySelector(".myClass"); // 最初の要素を取得
const elements = document.querySelectorAll(".myClass"); // すべての要素を取得

• 特定のタグ名を持つ要素を取得する場合: 特定のタグ名を持つ要素を取得する場合は、querySelector() または querySelectorAll() を使用します。

javascript
const element = document.querySelector("p"); // 最初の <p> 要素を取得
const elements = document.querySelectorAll("p"); // すべての <p> 要素を取得

• 複雑な条件で要素を取得する場合: 属性セレクタ、疑似クラス、疑似要素など、複雑な条件で要素を取得する場合は、querySelector() または querySelectorAll() を使用します。

javascript
const element = document.querySelector("input[type='text']"); // type属性が "text" の <input> 要素を取得
const element = document.querySelector("a:hover"); // ホバーされている <a> 要素を取得

• 動的に生成された要素を取得する場合: 動的に生成された要素を取得する場合は、querySelector() または querySelectorAll() を使用します。ただし、要素が生成されるタイミングによっては、まだ要素が存在しない可能性があるため、注意が必要です。

8. まとめ

getElementById() と querySelector() / querySelectorAll() は、それぞれ異なる特徴を持つ要素取得メソッドです。

• getElementById() は、id 属性で要素を取得する場合に最適であり、高速かつ簡潔なコードで記述できます。
• querySelector() / querySelectorAll() は、CSSセレクタを使用するため、様々な条件で要素を取得でき、より柔軟な要素取得が可能です。

それぞれのメリット、デメリットを理解し、適切な場面で使い分けることで、より効率的かつ高品質なウェブ開発を行うことができます。

この記事が、あなたのJavaScriptスキル向上に役立つことを願っています。

9. 補足：その他の要素取得メソッド

getElementById(), querySelector(), querySelectorAll() 以外にも、JavaScriptには要素を取得するためのメソッドがいくつか存在します。

• getElementsByClassName(): 指定されたクラス名を持つすべての要素を HTMLCollection として返します。

javascript
const elements = document.getElementsByClassName("myClass");

• getElementsByTagName(): 指定されたタグ名を持つすべての要素を HTMLCollection として返します。

javascript
const elements = document.getElementsByTagName("p");

• getElementsByName(): 指定された name 属性を持つすべての要素を NodeList として返します。

javascript
const elements = document.getElementsByName("myForm");

これらのメソッドは、querySelector() / querySelectorAll() が登場する以前から存在しており、古いブラウザでも動作します。しかし、querySelector() / querySelectorAll() の方が柔軟性が高く、より簡潔に記述できるため、現代のウェブ開発では、querySelector() / querySelectorAll() を使用することが一般的です。

10. 練習問題

1. HTMLドキュメント内で id 属性が “header” の要素を取得し、そのテキスト内容を “新しいヘッダー” に変更してください。
2. HTMLドキュメント内でクラス名が “item” のすべての要素を取得し、それぞれの要素の背景色を “lightgray” に変更してください。
3. HTMLドキュメント内で type 属性が “password” の <input> 要素を取得し、その placeholder 属性を “パスワードを入力” に変更してください。

これらの練習問題を通して、getElementById(), querySelector(), querySelectorAll() の使い方をマスターしましょう。

11. より深く学ぶために

要素取得に関する知識をさらに深めたい場合は、以下のリソースを参考にしてください。

• MDN Web Docs: getElementById(), querySelector(), querySelectorAll() の詳細な説明と使用例が掲載されています。
• JavaScriptの書籍: JavaScriptの基礎から応用まで、体系的に学ぶことができます。
• オンラインチュートリアル: 様々なウェブサイトで、JavaScriptのチュートリアルが公開されています。

継続的な学習を通して、JavaScriptのスキルを磨き、より高度なウェブ開発に挑戦していきましょう。