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+/**
+ * File: hash_map_open_addressing.kt
+ * Created Time: 2024-01-25
+ * Author: curtishd (1023632660@qq.com)
+ */
+
+package chapter_hashing
+
+/* オープンアドレス法ハッシュテーブル */
+class HashMapOpenAddressing {
+    private var size: Int               // キーと値のペア数
+    private var capacity: Int           // ハッシュテーブル容量
+    private val loadThres: Double       // リサイズを発動する負荷率のしきい値
+    private val extendRatio: Int        // 拡張倍率
+    private var buckets: Array<Pair?>   // バケット配列
+    private val TOMBSTONE: Pair         // 削除済みマーク
+
+    /* コンストラクタ */
+    init {
+        size = 0
+        capacity = 4
+        loadThres = 2.0 / 3.0
+        extendRatio = 2
+        buckets = arrayOfNulls(capacity)
+        TOMBSTONE = Pair(-1, "-1")
+    }
+
+    /* ハッシュ関数 */
+    fun hashFunc(key: Int): Int {
+        return key % capacity
+    }
+
+    /* 負荷率 */
+    fun loadFactor(): Double {
+        return (size / capacity).toDouble()
+    }
+
+    /* key に対応するバケットインデックスを探す */
+    fun findBucket(key: Int): Int {
+        var index = hashFunc(key)
+        var firstTombstone = -1
+        // 線形プロービングを行い、空バケットに達したら終了
+        while (buckets[index] != null) {
+            // key が見つかったら、対応するバケットのインデックスを返す
+            if (buckets[index]?.key == key) {
+                // 以前に削除マークが見つかっていれば、そのインデックスへキーと値のペアを移動
+                if (firstTombstone != -1) {
+                    buckets[firstTombstone] = buckets[index]
+                    buckets[index] = TOMBSTONE
+                    return firstTombstone // 移動後のバケットインデックスを返す
+                }
+                return index // バケットのインデックスを返す
+            }
+            // 最初に見つかった削除マークを記録
+            if (firstTombstone == -1 && buckets[index] == TOMBSTONE) {
+                firstTombstone = index
+            }
+            // バケットのインデックスを計算し、末尾を越えたら先頭に戻る
+            index = (index + 1) % capacity
+        }
+        // key が存在しない場合は追加位置のインデックスを返す
+        return if (firstTombstone == -1) index else firstTombstone
+    }
+
+    /* 検索操作 */
+    fun get(key: Int): String? {
+        // key に対応するバケットインデックスを探す
+        val index = findBucket(key)
+        // キーと値の組が見つかったら、対応する val を返す
+        if (buckets[index] != null && buckets[index] != TOMBSTONE) {
+            return buckets[index]?._val
+        }
+        // キーと値の組が存在しなければ null を返す
+        return null
+    }
+
+    /* 追加操作 */
+    fun put(key: Int, _val: String) {
+        // 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
+        if (loadFactor() > loadThres) {
+            extend()
+        }
+        // key に対応するバケットインデックスを探す
+        val index = findBucket(key)
+        // キーと値の組が見つかったら、val を上書きして返す
+        if (buckets[index] != null && buckets[index] != TOMBSTONE) {
+            buckets[index]!!._val = _val
+            return
+        }
+        // キーと値の組が存在しない場合は、その組を追加する
+        buckets[index] = Pair(key, _val)
+        size++
+    }
+
+    /* 削除操作 */
+    fun remove(key: Int) {
+        // key に対応するバケットインデックスを探す
+        val index = findBucket(key)
+        // キーと値の組が見つかったら、削除マーカーで上書きする
+        if (buckets[index] != null && buckets[index] != TOMBSTONE) {
+            buckets[index] = TOMBSTONE
+            size--
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを拡張 */
+    fun extend() {
+        // 元のハッシュテーブルを一時保存
+        val bucketsTmp = buckets
+        // リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
+        capacity *= extendRatio
+        buckets = arrayOfNulls(capacity)
+        size = 0
+        // キーと値のペアを元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルへ移す
+        for (pair in bucketsTmp) {
+            if (pair != null && pair != TOMBSTONE) {
+                put(pair.key, pair._val)
+            }
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを出力 */
+    fun print() {
+        for (pair in buckets) {
+            if (pair == null) {
+                println("null")
+            } else if (pair == TOMBSTONE) {
+                println("TOMESTOME")
+            } else {
+                println("${pair.key} -> ${pair._val}")
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+fun main() {
+    // ハッシュテーブルを初期化
+    val hashmap = HashMapOpenAddressing()
+
+    // 追加操作
+    // ハッシュテーブルにキーと値の組 (key, val) を追加する
+    hashmap.put(12836, "シャオハー")
+    hashmap.put(15937, "シャオルオ")
+    hashmap.put(16750, "シャオスワン")
+    hashmap.put(13276, "シャオファー")
+    hashmap.put(10583, "シャオヤー")
+    println("\n追加完了後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
+    hashmap.print()
+
+    // 検索操作
+    // ハッシュテーブルにキー key を入力し、値 val を得る
+    val name = hashmap.get(13276)
+    println("\n学籍番号 13276 を入力すると、名前 $name が見つかりました")
+
+    // 削除操作
+    // ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, val) を削除する
+    hashmap.remove(16750)
+    println("\n16750 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
+    hashmap.print()
+}