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ja/codes/rust/chapter_hashing/hash_map_chaining.rs

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+/*
+ * File: hash_map_chaining.rs
+ * Created Time: 2023-07-07
+ * Author: WSL0809 (wslzzy@outlook.com)
+ */
+
+#[derive(Clone)]
+/* キーと値の組 */
+struct Pair {
+    key: i32,
+    val: String,
+}
+
+/* チェイン法ハッシュテーブル */
+struct HashMapChaining {
+    size: usize,
+    capacity: usize,
+    load_thres: f32,
+    extend_ratio: usize,
+    buckets: Vec<Vec<Pair>>,
+}
+
+impl HashMapChaining {
+    /* コンストラクタ */
+    fn new() -> Self {
+        Self {
+            size: 0,
+            capacity: 4,
+            load_thres: 2.0 / 3.0,
+            extend_ratio: 2,
+            buckets: vec![vec![]; 4],
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュ関数 */
+    fn hash_func(&self, key: i32) -> usize {
+        key as usize % self.capacity
+    }
+
+    /* 負荷率 */
+    fn load_factor(&self) -> f32 {
+        self.size as f32 / self.capacity as f32
+    }
+
+    /* 削除操作 */
+    fn remove(&mut self, key: i32) -> Option<String> {
+        let index = self.hash_func(key);
+
+        // バケットを走査してキーと値のペアを削除
+        for (i, p) in self.buckets[index].iter_mut().enumerate() {
+            if p.key == key {
+                let pair = self.buckets[index].remove(i);
+                self.size -= 1;
+                return Some(pair.val);
+            }
+        }
+
+        // key が見つからない場合は None を返す
+        None
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを拡張 */
+    fn extend(&mut self) {
+        // 元のハッシュテーブルを一時保存
+        let buckets_tmp = std::mem::take(&mut self.buckets);
+
+        // リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
+        self.capacity *= self.extend_ratio;
+        self.buckets = vec![Vec::new(); self.capacity as usize];
+        self.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 bucket in buckets_tmp {
+            for pair in bucket {
+                self.put(pair.key, pair.val);
+            }
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを出力 */
+    fn print(&self) {
+        for bucket in &self.buckets {
+            let mut res = Vec::new();
+            for pair in bucket {
+                res.push(format!("{} -> {}", pair.key, pair.val));
+            }
+            println!("{:?}", res);
+        }
+    }
+
+    /* 追加操作 */
+    fn put(&mut self, key: i32, val: String) {
+        // 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
+        if self.load_factor() > self.load_thres {
+            self.extend();
+        }
+
+        let index = self.hash_func(key);
+
+        // バケットを走査し、指定した key が見つかれば対応する val を更新して返す
+        for pair in self.buckets[index].iter_mut() {
+            if pair.key == key {
+                pair.val = val;
+                return;
+            }
+        }
+
+        // その key が存在しなければ、キーと値のペアを末尾に追加
+        let pair = Pair { key, val };
+        self.buckets[index].push(pair);
+        self.size += 1;
+    }
+
+    /* 検索操作 */
+    fn get(&self, key: i32) -> Option<&str> {
+        let index = self.hash_func(key);
+
+        // バケットを走査し、key が見つかれば対応する val を返す
+        for pair in self.buckets[index].iter() {
+            if pair.key == key {
+                return Some(&pair.val);
+            }
+        }
+
+        // key が見つからない場合は None を返す
+        None
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+pub fn main() {
+    /* ハッシュテーブルを初期化 */
+    let mut map = HashMapChaining::new();
+
+    /* 追加操作 */
+    // ハッシュテーブルにキーと値のペア (key, value) を追加
+    map.put(12836, "シャオハー".to_string());
+    map.put(15937, "シャオロー".to_string());
+    map.put(16750, "シャオスワン".to_string());
+    map.put(13276, "シャオファー".to_string());
+    map.put(10583, "シャオヤー".to_string());
+    println!("\n追加後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value");
+    map.print();
+
+    /* 検索操作 */
+    // キー key をハッシュテーブルに渡し、値 value を取得
+    println!(
+        "\n学籍番号 13276 を入力すると、名前 {} が見つかります",
+        match map.get(13276) {
+            Some(value) => value,
+            None => "Not a valid Key",
+        }
+    );
+
+    /* 削除操作 */
+    // ハッシュテーブルからキーと値のペア (key, value) を削除
+    map.remove(12836);
+    println!("\n12836 を削除すると、ハッシュテーブルは\nKey -> Value");
+    map.print();
+}