哈希表设计 哈希表 哈希表

#include<string.h> #include<ctype.h> #include<malloc.h> #include<limits.h> #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<math.h> #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0 #define SUCCESS 1 #define UNSUCCESS 0 #define DUPLICATE -1 #define NULLKEY 0 // 0为无记录标志 #define N 10 // 数据元素个数 #define EQ(a,b) ((a)==(b)) #define LT(a,b) ((a)<(b)) #define LQ(a,b) ((a)<=(b)) typedef int Status; // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等 typedef int Boolean; // Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE typedef int KeyType; // 设关键字域为整型 struct ElemType // 数据元素类型 { KeyType key; int ord; }; int hashsize[]={11,19,29,37}; // 哈希表容量递增表，一个合适的素数序列 int m=0; // 哈希表表长，全局变量 struct HashTable { ElemType *elem; // 数据元素存储基址，动态分配数组 int count; // 当前数据元素个数 int sizeindex; // hashsize[sizeindex]为当前容量 }; Status InitHashTable(HashTable &H)// 操作结果: 构造一个空的哈希表 { int i; H.count=0; // 当前元素个数为0 H.sizeindex=0; // 初始存储容量为hashsize[0] m=hashsize[0]; H.elem=(ElemType*)malloc(m*sizeof(ElemType)); if(!H.elem) exit(OVERFLOW); // 存储分配失败 for(i=0;i<m;i++) H.elem[i].key=NULLKEY; // 未填记录的标志 return OK; } void DestroyHashTable(HashTable &H) { free(H.elem); H.elem=NULL; H.count=0; H.sizeindex=0; } unsigned Hash(KeyType K)// 一个简单的哈希函数(m为表长，全局变量) { return K%m; } void collision(int &p,int d) // 线性探测再散列 { p=(p+d)%m;// 开放定址法处理冲突 } Status SearchHash(HashTable H,KeyType K,int &p,int &c)// 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素,若查找成功,以p指示待查数据 { p=Hash(K); // 求得哈希地址 while(H.elem[p].key!=NULLKEY&&!EQ(K,H.elem[p].key)) { // 该位置中填有记录．并且关键字不相等 c++; if(c<m) collision(p,c); // 求得下一探查地址p else break; } if EQ(K,H.elem[p].key) return SUCCESS; // 查找成功，p返回待查数据元素位置 else return UNSUCCESS; // 查找不成功(H.elem[p].key==NULLKEY)，p返回的是插入位置 } Status InsertHash(HashTable &,ElemType); // 对函数的声明 void RecreateHashTable(HashTable &H) // 重建哈希表 { int i,count=H.count; ElemType *p,*elem=(ElemType*)malloc(count*sizeof(ElemType)); p=elem; printf("重建哈希表\n"); for(i=0;i<m;i++) // 保存原有的数据到elem中 if((H.elem+i)->key!=NULLKEY) // 该单元有数据 *p++=*(H.elem+i); H.count=0; H.sizeindex++; // 增大存储容量 m=hashsize[H.sizeindex]; p=(ElemType*)realloc(H.elem,m*sizeof(ElemType)); if(!p) exit(OVERFLOW); // 存储分配失败 H.elem=p; for(i=0;i<m;i++) H.elem[i].key=NULLKEY; // 未填记录的标志(初始化) for(p=elem;p<elem+count;p++) // 将原有的数据按照新的表长插入到重建的哈希表中 InsertHash(H,*p); } Status InsertHash(HashTable &H,ElemType e)// 查找不成功时插入数据元素e到开放定址哈希表H中，并返回OK； { int c,p; c=0; if(SearchHash(H,e.key,p,c)) // 表中已有与e有相同关键字的元素 return DUPLICATE; else if(c<hashsize[H.sizeindex]/2) // 冲突次数c未达到上限,(c的阀值可调) { // 插入e H.elem[p]=e; ++H.count; return OK; } else RecreateHashTable(H); // 重建哈希表 return ERROR; } void TraverseHash(HashTable H,void(*Vi)(int,ElemType))// 按哈希地址的顺序遍历哈希表 { printf("哈希地址0～%d\n",m-1); for(int i=0;i<m;i++) if(H.elem[i].key!=NULLKEY) // 有数据 Vi(i,H.elem[i]); } Status Find(HashTable H,KeyType K,int &p)// 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素,若查找成功,以p指示待查数据 { int c=0; p=Hash(K); // 求得哈希地址 while(H.elem[p].key!=NULLKEY&&!EQ(K,H.elem[p].key))// 该位置中填有记录．并且关键字不相等 { c++; if(c<m) collision(p,c); // 求得下一探查地址p else return UNSUCCESS; // 查找不成功(H.elem[p].key==NULLKEY) } if EQ(K,H.elem[p].key) return SUCCESS; // 查找成功，p返回待查数据元素位置 else return UNSUCCESS; // 查找不成功(H.elem[p].key==NULLKEY) } void print(int p,ElemType r)//输出 { printf("address=%d (%d,%d)\n",p,r.key,r.ord); } void main() { ElemType r[N]={{17,1},{60,2},{29,3},{38,4},{1,5},{2,6},{3,7},{4,8},{60,9},{13,10}}; HashTable h; int i,p; Status j; KeyType k; InitHashTable(h); for(i=0;i<N-1;i++)// 插入前N-1个记录 { j=InsertHash(h,r[i]); if(j==DUPLICATE) printf("表中已有关键字为%d的记录，无法再插入记录(%d,%d)\n",r[i].key,r[i].key,r[i].ord); } printf("按哈希地址的顺序遍历哈希表:\n"); TraverseHash(h,print); printf("请输入待查找记录的关键字: "); scanf("%d",&k); j=Find(h,k,p); if(j==SUCCESS) print(p,h.elem[p]); else printf("没找到\n"); j=InsertHash(h,r[i]); // 插入第N个记录 if(j==ERROR) // 重建哈希表 j=InsertHash(h,r[i]); // 重建哈希表后重新插入 printf("按哈希地址的顺序遍历重建后的哈希表:\n"); TraverseHash(h,print); printf("请输入待查找记录的关键字: "); scanf("%d",&k); j=Find(h,k,p); if(j==SUCCESS) print(p,h.elem[p]); else printf("没找到\n"); DestroyHashTable(h); }