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ja/codes/swift/chapter_hashing/hash_map_chaining.swift

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+/**
+ * File: hash_map_chaining.swift
+ * Created Time: 2023-06-28
+ * Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
+ */
+
+import utils
+
+/* チェイン法ハッシュテーブル */
+class HashMapChaining {
+    var size: Int // キーと値のペア数
+    var capacity: Int // ハッシュテーブル容量
+    var loadThres: Double // リサイズを発動する負荷率のしきい値
+    var extendRatio: Int // 拡張倍率
+    var buckets: [[Pair]] // バケット配列
+
+    /* コンストラクタ */
+    init() {
+        size = 0
+        capacity = 4
+        loadThres = 2.0 / 3.0
+        extendRatio = 2
+        buckets = Array(repeating: [], count: capacity)
+    }
+
+    /* ハッシュ関数 */
+    func hashFunc(key: Int) -> Int {
+        key % capacity
+    }
+
+    /* 負荷率 */
+    func loadFactor() -> Double {
+        Double(size) / Double(capacity)
+    }
+
+    /* 検索操作 */
+    func get(key: Int) -> String? {
+        let index = hashFunc(key: key)
+        let bucket = buckets[index]
+        // 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 bucket {
+            if pair.key == key {
+                return pair.val
+            }
+        }
+        // `key` が見つからなければ `nil` を返す
+        return nil
+    }
+
+    /* 追加操作 */
+    func 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()
+        }
+        let index = hashFunc(key: key)
+        let bucket = buckets[index]
+        // 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 bucket {
+            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: key, val: val)
+        buckets[index].append(pair)
+        size += 1
+    }
+
+    /* 削除操作 */
+    func remove(key: Int) {
+        let index = hashFunc(key: key)
+        let bucket = buckets[index]
+        // バケットを走査してキーと値のペアを削除
+        for (pairIndex, pair) in bucket.enumerated() {
+            if pair.key == key {
+                buckets[index].remove(at: pairIndex)
+                size -= 1
+                break
+            }
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを拡張 */
+    func extend() {
+        // 元のハッシュテーブルを一時保存
+        let 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 = Array(repeating: [], count: 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 bucket in bucketsTmp {
+            for pair in bucket {
+                put(key: pair.key, val: pair.val)
+            }
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを出力 */
+    func print() {
+        for bucket in buckets {
+            let res = bucket.map { "\($0.key) -> \($0.val)" }
+            Swift.print(res)
+        }
+    }
+}
+
+@main
+enum _HashMapChaining {
+    /* Driver Code */
+    static func main() {
+        /* ハッシュテーブルを初期化 */
+        let map = HashMapChaining()
+
+        /* 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(key: 12836, val: "シャオハー")
+        map.put(key: 15937, val: "シャオルオ")
+        map.put(key: 16750, val: "シャオスワン")
+        map.put(key: 13276, val: "シャオファー")
+        map.put(key: 10583, val: "シャオヤー")
+        print("\n追加完了後の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
+        let name = map.get(key: 13276)
+        print("\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ペア (key, value) を削除
+        map.remove(key: 12836)
+        print("\n12836 を削除後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
+        map.print()
+    }
+}