Add the codes of hashmap (#553)

of chaining and open addressing

codes/cpp/chapter_hashing/hash_map_chaining.cpp

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+/**
+ * File: hash_map_chaining.cpp
+ * Created Time: 2023-06-13
+ * Author: Krahets (krahets@163.com)
+ */
+
+#include "../utils/common.hpp"
+
+/* 键值对 */
+struct Pair {
+  public:
+    int key;
+    string val;
+    Pair(int key, string val) {
+        this->key = key;
+        this->val = val;
+    }
+};
+
+/* 链式地址哈希表 */
+class HashMapChaining {
+  private:
+    int size;                       // 键值对数量
+    int capacity;                   // 哈希表容量
+    double loadThres;               // 触发扩容的负载因子阈值
+    int extendRatio;                // 扩容倍数
+    vector<vector<Pair *>> buckets; // 桶数组
+
+  public:
+    /* 构造方法 */
+    HashMapChaining() : size(0), capacity(4), loadThres(2.0 / 3), extendRatio(2) {
+        buckets.resize(capacity);
+    }
+
+    /* 哈希函数 */
+    int hashFunc(int key) {
+        return key % capacity;
+    }
+
+    /* 负载因子 */
+    double loadFactor() {
+        return (double)size / (double)capacity;
+    }
+
+    /* 查询操作 */
+    string get(int key) {
+        int index = hashFunc(key);
+        // 遍历桶，若找到 key 则返回对应 val
+        for (Pair *pair : buckets[index]) {
+            if (pair->key == key) {
+                return pair->val;
+            }
+        }
+        // 若未找到 key 则返回 nullptr
+        return nullptr;
+    }
+
+    /* 添加操作 */
+    void put(int key, string val) {
+        // 当负载因子超过阈值时，执行扩容
+        if (loadFactor() > loadThres) {
+            extend();
+        }
+        int index = hashFunc(key);
+        // 遍历桶，若遇到指定 key ，则更新对应 val 并返回
+        for (Pair *pair : buckets[index]) {
+            if (pair->key == key) {
+                pair->val = val;
+                return;
+            }
+        }
+        // 若无该 key ，则将键值对添加至尾部
+        buckets[index].push_back(new Pair(key, val));
+        size++;
+    }
+
+    /* 删除操作 */
+    void remove(int key) {
+        int index = hashFunc(key);
+        auto &bucket = buckets[index];
+        // 遍历桶，从中删除键值对
+        for (int i = 0; i < bucket.size(); i++) {
+            if (bucket[i]->key == key) {
+                Pair *tmp = bucket[i];
+                bucket.erase(bucket.begin() + i); // 从中删除键值对
+                delete tmp;                       // 释放内存
+                size--;
+                return;
+            }
+        }
+    }
+
+    /* 扩容哈希表 */
+    void extend() {
+        // 暂存原哈希表
+        vector<vector<Pair *>> bucketsTmp = buckets;
+        // 初始化扩容后的新哈希表
+        capacity *= extendRatio;
+        buckets.clear();
+        buckets.resize(capacity);
+        size = 0;
+        // 将键值对从原哈希表搬运至新哈希表
+        for (auto &bucket : bucketsTmp) {
+            for (Pair *pair : bucket) {
+                put(pair->key, pair->val);
+            }
+        }
+    }
+
+    /* 打印哈希表 */
+    void print() {
+        for (auto &bucket : buckets) {
+            cout << "[";
+            for (Pair *pair : bucket) {
+                cout << pair->key << " -> " << pair->val << ", ";
+            }
+            cout << "]\n";
+        }
+    }
+};
+
+/* Driver Code */
+int main() {
+    /* 初始化哈希表 */
+    HashMapChaining map = HashMapChaining();
+
+    /* 添加操作 */
+    // 在哈希表中添加键值对 (key, value)
+    map.put(12836, "小哈");
+    map.put(15937, "小啰");
+    map.put(16750, "小算");
+    map.put(13276, "小法");
+    map.put(10583, "小鸭");
+    cout << "\n添加完成后，哈希表为\nKey -> Value" << endl;
+    map.print();
+
+    /* 查询操作 */
+    // 向哈希表输入键 key ，得到值 value
+    string name = map.get(13276);
+    cout << "\n输入学号 13276 ，查询到姓名 " << name << endl;
+
+    /* 删除操作 */
+    // 在哈希表中删除键值对 (key, value)
+    map.remove(12836);
+    cout << "\n删除 12836 后，哈希表为\nKey -> Value" << endl;
+    map.print();
+
+    return 0;
+}