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ja/codes/javascript/chapter_hashing/array_hash_map.js

@@ -0,0 +1,128 @@
+/**
+ * File: array_hash_map.js
+ * Created Time: 2022-12-26
+ * Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
+ */
+
+/* キーと値の組 Number -> String */
+class Pair {
+    constructor(key, val) {
+        this.key = key;
+        this.val = val;
+    }
+}
+
+/* 配列ベースのハッシュテーブル */
+class ArrayHashMap {
+    #buckets;
+    constructor() {
+        // 100 個のバケットを含む配列を初期化
+        this.#buckets = new Array(100).fill(null);
+    }
+
+    /* ハッシュ関数 */
+    #hashFunc(key) {
+        return key % 100;
+    }
+
+    /* 検索操作 */
+    get(key) {
+        let index = this.#hashFunc(key);
+        let pair = this.#buckets[index];
+        if (pair === null) return null;
+        return pair.val;
+    }
+
+    /* 追加操作 */
+    set(key, val) {
+        let index = this.#hashFunc(key);
+        this.#buckets[index] = new Pair(key, val);
+    }
+
+    /* 削除操作 */
+    delete(key) {
+        let index = this.#hashFunc(key);
+        // null に設定し、削除を表す
+        this.#buckets[index] = null;
+    }
+
+    /* すべてのキーと値のペアを取得 */
+    entries() {
+        let arr = [];
+        for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
+            if (this.#buckets[i]) {
+                arr.push(this.#buckets[i]);
+            }
+        }
+        return arr;
+    }
+
+    /* すべてのキーを取得 */
+    keys() {
+        let arr = [];
+        for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
+            if (this.#buckets[i]) {
+                arr.push(this.#buckets[i].key);
+            }
+        }
+        return arr;
+    }
+
+    /* すべての値を取得 */
+    values() {
+        let arr = [];
+        for (let i = 0; i < this.#buckets.length; i++) {
+            if (this.#buckets[i]) {
+                arr.push(this.#buckets[i].val);
+            }
+        }
+        return arr;
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを出力 */
+    print() {
+        let pairSet = this.entries();
+        for (const pair of pairSet) {
+            console.info(`${pair.key} -> ${pair.val}`);
+        }
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+/* ハッシュテーブルを初期化 */
+const map = new ArrayHashMap();
+/* 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.set(12836, 'シャオハー');
+map.set(15937, 'シャオルオ');
+map.set(16750, 'シャオスワン');
+map.set(13276, 'シャオファー');
+map.set(10583, 'シャオヤー');
+console.info('\n追加完了後、ハッシュ表は\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(15937);
+console.info('\n学籍番号 15937 を入力すると、氏名 ' + name);
+
+/* 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.delete(10583);
+console.info('\n10583 を削除した後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
+map.print();
+
+/* ハッシュテーブルを走査 */
+console.info('\nキーと値のペア Key->Value を走査');
+for (const pair of map.entries()) {
+    if (!pair) continue;
+    console.info(pair.key + ' -> ' + pair.val);
+}
+console.info('\nキー Key を個別に走査');
+for (const key of map.keys()) {
+    console.info(key);
+}
+console.info('\n値 Value を個別に走査');
+for (const val of map.values()) {
+    console.info(val);
+}

ja/codes/javascript/chapter_hashing/hash_map.js

@@ -0,0 +1,44 @@
+/**
+ * File: hash_map.js
+ * Created Time: 2022-12-26
+ * Author: Justin (xiefahit@gmail.com)
+ */
+
+/* Driver Code */
+/* ハッシュテーブルを初期化 */
+const map = new Map();
+
+/* 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.set(12836, 'シャオハー');
+map.set(15937, 'シャオルオ');
+map.set(16750, 'シャオスワン');
+map.set(13276, 'シャオファー');
+map.set(10583, 'シャオヤー');
+console.info('\n追加完了後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
+console.info(map);
+
+/* 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(15937);
+console.info('\n学籍番号 15937 を入力すると、氏名 ' + name);
+
+/* 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.delete(10583);
+console.info('\n10583 を削除した後、ハッシュ表は\nKey -> Value');
+console.info(map);
+
+/* ハッシュテーブルを走査 */
+console.info('\nキーと値のペア Key->Value を走査');
+for (const [k, v] of map.entries()) {
+    console.info(k + ' -> ' + v);
+}
+console.info('\nキー Key を個別に走査');
+for (const k of map.keys()) {
+    console.info(k);
+}
+console.info('\n値 Value を個別に走査');
+for (const v of map.values()) {
+    console.info(v);
+}

ja/codes/javascript/chapter_hashing/hash_map_chaining.js

@@ -0,0 +1,142 @@
+/**
+ * File: hash_map_chaining.js
+ * Created Time: 2023-08-06
+ * Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
+ */
+
+/* キーと値の組 Number -> String */
+class Pair {
+    constructor(key, val) {
+        this.key = key;
+        this.val = val;
+    }
+}
+
+/* チェイン法ハッシュテーブル */
+class HashMapChaining {
+    #size; // キーと値のペア数
+    #capacity; // ハッシュテーブル容量
+    #loadThres; // リサイズを発動する負荷率のしきい値
+    #extendRatio; // 拡張倍率
+    #buckets; // バケット配列
+
+    /* コンストラクタ */
+    constructor() {
+        this.#size = 0;
+        this.#capacity = 4;
+        this.#loadThres = 2.0 / 3.0;
+        this.#extendRatio = 2;
+        this.#buckets = new Array(this.#capacity).fill(null).map((x) => []);
+    }
+
+    /* ハッシュ関数 */
+    #hashFunc(key) {
+        return key % this.#capacity;
+    }
+
+    /* 負荷率 */
+    #loadFactor() {
+        return this.#size / this.#capacity;
+    }
+
+    /* 検索操作 */
+    get(key) {
+        const index = this.#hashFunc(key);
+        const bucket = this.#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 (const pair of bucket) {
+            if (pair.key === key) {
+                return pair.val;
+            }
+        }
+        // key が見つからない場合は null を返す
+        return null;
+    }
+
+    /* 追加操作 */
+    put(key, val) {
+        // 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
+        if (this.#loadFactor() > this.#loadThres) {
+            this.#extend();
+        }
+        const index = this.#hashFunc(key);
+        const bucket = this.#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 (const pair of 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
+        const pair = new Pair(key, val);
+        bucket.push(pair);
+        this.#size++;
+    }
+
+    /* 削除操作 */
+    remove(key) {
+        const index = this.#hashFunc(key);
+        let bucket = this.#buckets[index];
+        // バケットを走査してキーと値のペアを削除
+        for (let i = 0; i < bucket.length; i++) {
+            if (bucket[i].key === key) {
+                bucket.splice(i, 1);
+                this.#size--;
+                break;
+            }
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを拡張 */
+    #extend() {
+        // 元のハッシュテーブルを一時保存
+        const bucketsTmp = this.#buckets;
+        // リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
+        this.#capacity *= this.#extendRatio;
+        this.#buckets = new Array(this.#capacity).fill(null).map((x) => []);
+        this.#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 (const bucket of bucketsTmp) {
+            for (const pair of bucket) {
+                this.put(pair.key, pair.val);
+            }
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを出力 */
+    print() {
+        for (const bucket of this.#buckets) {
+            let res = [];
+            for (const pair of bucket) {
+                res.push(pair.key + ' -> ' + pair.val);
+            }
+            console.log(res);
+        }
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+/* ハッシュテーブルを初期化 */
+const map = new 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(12836, 'シャオハー');
+map.put(15937, 'シャオルオ');
+map.put(16750, 'シャオスワン');
+map.put(13276, 'シャオファー');
+map.put(10583, 'シャオヤー');
+console.log('\n追加完了後、ハッシュ表は\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
+const name = map.get(13276);
+console.log('\n学籍番号 13276 を入力すると、名前 ' + name);
+
+/* 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);
+console.log('\n12836 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value');
+map.print();

ja/codes/javascript/chapter_hashing/hash_map_open_addressing.js

@@ -0,0 +1,177 @@
+/**
+ * File: hashMapOpenAddressing.js
+ * Created Time: 2023-06-13
+ * Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com), krahets (krahets@163.com)
+ */
+
+/* キーと値の組 Number -> String */
+class Pair {
+    constructor(key, val) {
+        this.key = key;
+        this.val = val;
+    }
+}
+
+/* オープンアドレス法ハッシュテーブル */
+class HashMapOpenAddressing {
+    #size; // キーと値のペア数
+    #capacity; // ハッシュテーブル容量
+    #loadThres; // リサイズを発動する負荷率のしきい値
+    #extendRatio; // 拡張倍率
+    #buckets; // バケット配列
+    #TOMBSTONE; // 削除済みマーク
+
+    /* コンストラクタ */
+    constructor() {
+        this.#size = 0; // キーと値のペア数
+        this.#capacity = 4; // ハッシュテーブル容量
+        this.#loadThres = 2.0 / 3.0; // リサイズを発動する負荷率のしきい値
+        this.#extendRatio = 2; // 拡張倍率
+        this.#buckets = Array(this.#capacity).fill(null); // バケット配列
+        this.#TOMBSTONE = new Pair(-1, '-1'); // 削除済みマーク
+    }
+
+    /* ハッシュ関数 */
+    #hashFunc(key) {
+        return key % this.#capacity;
+    }
+
+    /* 負荷率 */
+    #loadFactor() {
+        return this.#size / this.#capacity;
+    }
+
+    /* key に対応するバケットインデックスを探す */
+    #findBucket(key) {
+        let index = this.#hashFunc(key);
+        let 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 (this.#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 (this.#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) {
+                    this.#buckets[firstTombstone] = this.#buckets[index];
+                    this.#buckets[index] = this.#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 &&
+                this.#buckets[index] === this.#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) % this.#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 firstTombstone === -1 ? index : firstTombstone;
+    }
+
+    /* 検索操作 */
+    get(key) {
+        // key に対応するバケットインデックスを探す
+        const index = this.#findBucket(key);
+        // キーと値の組が見つかったら、対応する val を返す
+        if (
+            this.#buckets[index] !== null &&
+            this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
+        ) {
+            return this.#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 */
+    put(key, val) {
+        // 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
+        if (this.#loadFactor() > this.#loadThres) {
+            this.#extend();
+        }
+        // key に対応するバケットインデックスを探す
+        const index = this.#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 (
+            this.#buckets[index] !== null &&
+            this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
+        ) {
+            this.#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
+        this.#buckets[index] = new Pair(key, val);
+        this.#size++;
+    }
+
+    /* 削除操作 */
+    remove(key) {
+        // key に対応するバケットインデックスを探す
+        const index = this.#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 (
+            this.#buckets[index] !== null &&
+            this.#buckets[index] !== this.#TOMBSTONE
+        ) {
+            this.#buckets[index] = this.#TOMBSTONE;
+            this.#size--;
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを拡張 */
+    #extend() {
+        // 元のハッシュテーブルを一時保存
+        const bucketsTmp = this.#buckets;
+        // リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
+        this.#capacity *= this.#extendRatio;
+        this.#buckets = Array(this.#capacity).fill(null);
+        this.#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 (const pair of bucketsTmp) {
+            if (pair !== null && pair !== this.#TOMBSTONE) {
+                this.put(pair.key, pair.val);
+            }
+        }
+    }
+
+    /* ハッシュテーブルを出力 */
+    print() {
+        for (const pair of this.#buckets) {
+            if (pair === null) {
+                console.log('null');
+            } else if (pair === this.#TOMBSTONE) {
+                console.log('TOMBSTONE');
+            } else {
+                console.log(pair.key + ' -> ' + pair.val);
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/* Driver Code */
+// ハッシュテーブルを初期化
+const hashmap = new 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');
+console.log('\n追加完了後、ハッシュ表は\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
+const name = hashmap.get(13276);
+console.log('\n学籍番号 13276 を入力すると、名前 ' + name);
+
+// 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);
+console.log('\n16750 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value');
+hashmap.print();

ja/codes/javascript/chapter_hashing/simple_hash.js

@@ -0,0 +1,60 @@
+/**
+ * File: simple_hash.js
+ * Created Time: 2023-08-06
+ * Author: yuan0221 (yl1452491917@gmail.com)
+ */
+
+/* 加算ハッシュ */
+function addHash(key) {
+    let hash = 0;
+    const MODULUS = 1000000007;
+    for (const c of key) {
+        hash = (hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
+    }
+    return hash;
+}
+
+/* 乗算ハッシュ */
+function mulHash(key) {
+    let hash = 0;
+    const MODULUS = 1000000007;
+    for (const c of key) {
+        hash = (31 * hash + c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
+    }
+    return hash;
+}
+
+/* XOR ハッシュ */
+function xorHash(key) {
+    let hash = 0;
+    const MODULUS = 1000000007;
+    for (const c of key) {
+        hash ^= c.charCodeAt(0);
+    }
+    return hash % MODULUS;
+}
+
+/* 回転ハッシュ */
+function rotHash(key) {
+    let hash = 0;
+    const MODULUS = 1000000007;
+    for (const c of key) {
+        hash = ((hash << 4) ^ (hash >> 28) ^ c.charCodeAt(0)) % MODULUS;
+    }
+    return hash;
+}
+
+/* Driver Code */
+const key = 'Hello アルゴリズム';
+
+let hash = addHash(key);
+console.log('加算ハッシュ値は ' + hash);
+
+hash = mulHash(key);
+console.log('乗算ハッシュ値は ' + hash);
+
+hash = xorHash(key);
+console.log('XORハッシュ値は ' + hash);
+
+hash = rotHash(key);
+console.log('回転ハッシュ値は ' + hash);