feat: hash example

Author: RyosukeDTomita

data_structure/README.md

@@ -28,3 +28,23 @@
 ## 連結リスト(linked list)
 
 - 各データが次のデータのへの参照情報としてリンク(ポインタ)を持つデータ構造。
+
+---
+
+## ハッシュテーブル
+
+- データの挿入時にはハッシュ関数によってデータを格納するインデックスを決定する。O(1)
+- データの存在確認時、削除時にはハッシュ関数によってデータが格納されているインデックスを決定し、そのインデックスに格納されているデータを確認する。O(1)
+
+### 実装例
+
+[チェイン法](https://www.ei.fukui-nct.ac.jp/2019/01/08/hash-chain/)による実装
+
+> [!NOTE]
+> 同じハッシュ値のデータをグループ化して保存する。この実装では同じハッシュ値のデータはリストで保存している。
+
+- [x] Haskell
+
+---
+
+## ツリー(Tree)

data_structure/hash/README.md

@@ -0,0 +1,9 @@
+# ハッシュテーブル(Hash Table)
+
+## HOW TO RUN
+
+```shell
+runghc -package=hashable hash.hs
+```
+
+## 概要

data_structure/hash/hash.hs

@@ -0,0 +1,76 @@
+import Data.Hashable (Hashable, hash)
+import Data.Vector qualified as V
+import Debug.Trace (trace, traceShowId)
+
+dbgId :: (Show a) => a -> a
+dbgId x = trace ("bucketIndex is " ++ show x) x
+
+-- チェイン法によるハッシュ
+-- NOTE: レコード構文を使い、buckets hsで値が取得できるようにしている
+-- ghci> import Data.Vector qualified as V
+-- ghci> data HashSet a = HashSet {buckets :: V.Vector [a]} deriving (Show)
+-- ghci> hs = HashSet {buckets=(V.replicate 3 [])}
+-- ghci> buckets hs
+-- [[],[],[]]
+data HashSet a = HashSet {buckets :: V.Vector [a]}
+  deriving (Show)
+
+-- どのindexに保存するかを決める
+bucketIndex :: (Hashable a) => HashSet a -> a -> Int
+bucketIndex hs x = abs (hash x) `mod` V.length (buckets hs)
+
+-- ハッシュテーブルの初期化
+empty :: Int -> HashSet a
+empty size = HashSet (V.replicate size [])
+
+-- 値の存在確認
+member :: (Eq a, Hashable a) => a -> HashSet a -> Bool
+member x hs = x `elem` bucket -- NOTE: チェイン法なので同じハッシュの値が含まれている可能性があるのでelemでチェックしている
+  where
+    i = bucketIndex hs x
+    bucket = buckets hs V.! i
+
+insert :: (Eq a, Hashable a) => a -> HashSet a -> HashSet a
+insert x hs
+  | member x hs = hs -- 同じ要素は格納しない
+  | otherwise = hs {buckets = buckets hs V.// [(i, x : bucket)]} -- index iの要素をx:bucketに置き換える(チェイン法なので同じハッシュの値は維持)
+  where
+    i = dbgId $ bucketIndex hs x
+    bucket = buckets hs V.! i
+
+delete :: (Eq a, Hashable a) => a -> HashSet a -> HashSet a
+delete x hs =
+  hs {buckets = buckets hs V.// [(i, newBucket)]}
+  where
+    i = dbgId $ bucketIndex hs x
+    bucket = buckets hs V.! i
+    newBucket = filter (/= x) bucket
+
+main :: IO ()
+main = do
+  let hs0 = empty 8 :: HashSet Int -- サイズ8
+  print hs0
+
+  -- insert
+  print "insert 1 4"
+  let hs1 = insert 1 hs0
+      hs2 = insert 4 hs1
+  print hs2
+
+  -- check
+  print "check 10 1 is store"
+  print $ member 10 hs2 -- False
+  print $ member 1 hs2 -- True
+
+  -- delete
+  print "delete 1 and check 1 4 is store"
+  let hs2' = delete 1 hs2
+  print hs2'
+  print $ member 1 hs2' -- False
+  print $ member 4 hs2 -- True
+
+  -- 同じハッシュのときのチェック
+  print "same hash"
+  let hs3 = insert 16 hs2
+      hs4 = insert 32 hs3
+  print hs4

data_structure/tree/tree.hs

@@ -1,56 +1 @@
--- https://www.sampou.org/haskell/article/whyfp.html より
-data Tree a = Node a [Tree a]
-
--- 木のリストに対する畳み込み
-redtree ::
-  (a -> b -> b) -> -- f : node を潰す
-  (b -> b -> b) -> -- g : cons を潰す
-  b -> -- a : nil を潰す
-  Tree a ->
-  b
-redtree f g a (Node label subtrees) =
-  f label (redtree' f g a subtrees)
-
--- ツリーのリストを処理する関数
-redtree' ::
-  (a -> b -> b) ->
-  (b -> b -> b) ->
-  b ->
-  [Tree a] ->
-  b
-redtree' f g a (subtree : rest) =
-  g
-    (redtree f g a subtree) -- リストのサイズが1に分解して潰す --> f label (redtree' f g a [先頭の木]) ...という流れでredtree' _ _ a [] = aにたどりつく
-    (redtree' f g a rest) -- 残りで再帰
-redtree' _ _ a [] =
-  a
-
-tree :: Tree Int
-tree =
-  Node
-    1
-    ( (:)
-        (Node 2 [])
-        ( (:)
-            ( Node
-                3
-                ((:) (Node 4 []) [])
-            )
-            []
-        )
-    )
-
-sumtree :: (Num a) => Tree a -> a
-sumtree tree = redtree (+) (+) 0 tree
-
-labels :: (Num a) => Tree a -> [a]
-labels tree = redtree (:) (++) [] tree
-
-maptree :: (a -> b) -> Tree a -> Tree b
-maptree f tree = redtree (\label subtrees -> Node (f label) subtrees) (:) [] tree
-
-main :: IO ()
-main = do
-  print $ sumtree tree -- 10
-  print $ labels tree -- [1, 2, 3, 4]
-  print $ maptree (* 2) tree
+-- TODO

flake.nix

@@ -27,6 +27,8 @@
               ps.vector
               ps.containers
               ps.bytestring
+              ps.unordered-containers
+              ps.hashable
             ]))
             pkgs.haskell.packages.ghc96.cabal-install
             pkgs.haskell.packages.ghc96.haskell-language-server

hie.yaml

@@ -0,0 +1,13 @@
+cradle:
+  direct:
+    arguments:
+      - -package
+      - hashable
+      - -package
+      - vector
+      - -package
+      - containers
+      - -package
+      - bytestring
+      - -package
+      - unordered-containers