9. 蛤蟆的数据结构进阶九哈希表实现
本篇名言：“人们所努力追求的庸俗的目标 --我总觉得都是可鄙的。 --
爱因思坦”
上篇我们看了哈希表的相关定义和概念，这篇来看下如何来实现。
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1. 代码实现
1.1 Main
函数定义哈希元素数组 10个元素。
定义哈希表变量。
调用InitHashTable构造一个空的哈希表。
然后循环调用函数InsertHash插入记录到哈希表中。如果关键词已经存在则提示该值插入失败。
插入完毕后调用TraverseHash 函数来顺序遍历哈希表。
然后输入待查找的记录关键字，如果找到则输出，没找到则输出没找到。
然后插入第N个记录导致哈希表重建。
最后删除哈希表。
运行如下图1
PS：哈希函数是除留余数法。
冲突方法是开放定址法。
1.2 Find
查找关键码为K的元素，查找成功，以p指示待查数据
元素在表中位置,并返回SUCCESS;否则,返回UNSUCCESS
和SearchHash基本一致。
1.3 RecreateHashTable
根据现有的哈希表元素进行分配，数组压缩，然后增大存储容量，
1.4 DestroyHashTable
释放分配的哈希表空间。
1.5 print
输出元素地址，元素值和元素序号。
1.6 TraverseHash
依次输出不会0 的元素。
1.7 InitHashTable
输入一个指针。
分配足够量的元素存储空间。
表中数量来自hashsize变量。
设置每个元素的key值为0.
1.8 InsertHash
调用searchhash函数寻找是否有相同关键词的元素。
如果有冲突则返回-1退出函数，如果没有冲突则返回可插入的地址。
根据冲突的数量决定是否调用RecreateHashTable函数来重建哈希表。（上限是哈希表元素的一半）
1.9 SearchHash
调用Hash函数获得哈希地址。
如果该位置中填有记录．并且关键字不相等，
说明发生了冲突，记录发生冲突的次数。然后调用collision函数进行冲突处理。
如果关键字相等说明找到，直接返回，
如果没找到，则通过输入参数返回可以插入的地址。
1.10 collision(int *p,int d)
进行冲突处理。d表示冲突发生的次数。
处理函数是*p=(*p+d)%m
1.11 Hash
哈希函数，通过K%m来获得 地址。
其中K是元素的值，m是一个全局变量。
2. 源码
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#defineNULLKEY 0//0为无记录标志
#defineN10
// 数据元素个数
typedefint
KeyType;//设关键字域为整型
typedefstruct
{
KeyTypekey;
intord;
}ElemType;//数据元素类型
//开放定址哈希表的存储结构
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
typedefstruct
{
ElemType*elem; // 数据元素存储基址，动态分配数组
intcount; // 当前数据元素个数
intsizeindex; // hashsize[sizeindex]为当前容量
}HashTable;
#defineSUCCESS 1
#defineUNSUCCESS 0
#defineDUPLICATE-1
//构造一个空的哈希表
int InitHashTable(HashTable *H)
{
inti;
(*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)
return0; // 存储分配失败
for(i=0;i<m;i++)
(*H).elem[i].key=NULLKEY;//未填记录的标志
return1;
}
// 销毁哈希表H
void DestroyHashTable(HashTable *H)
{
free((*H).elem);
(*H).elem=NULL;
(*H).count=0;
(*H).sizeindex=0;
}
//一个简单的哈希函数(m为表长，全局变量)
unsigned Hash(KeyTypeK)
{
return K%m;
}
//开放定址法处理冲突
void collision(int *p,intd)
//线性探测再散列
{
*p=(*p+d)%m;
}
//算法9.17
//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
//元素在表中位置,并返回SUCCESS;否则,以p指示插入位置,并返回UNSUCCESS
// c用以计冲突次数，其初值置零，供建表插入时参考。
int SearchHash(HashTableH,KeyTypeK,int
*p,int *c)
{
*p=Hash(K);//求得哈希地址
while(H.elem[*p].key!=NULLKEY&&!(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 (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
}
int InsertHash(HashTable*,ElemType);//
对函数的声明
//重建哈希表
void RecreateHashTable(HashTable *H)//重建哈希表
{
inti,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)
return; //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);
}
//算法9.18
//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1；
//若冲突次数过大，则重建哈希表。
int InsertHash(HashTable *H,ElemTypee)
{
intc,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;
return1;
}
else
RecreateHashTable(H);//重建哈希表
return0;
}
//按哈希地址的顺序遍历哈希表
void TraverseHash(HashTableH,void(*Vi)(int,ElemType))
{
inti;
printf("哈希地址0～%d\n",m-1);
for(i=0;i<m;i++)
if(H.elem[i].key!=NULLKEY)//有数据
Vi(i,H.elem[i]);
}
//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
//元素在表中位置,并返回SUCCESS;否则,返回UNSUCCESS
int Find(HashTableH,KeyTypeK,int
*p)
{
intc=0;
*p=Hash(K);//求得哈希地址
while(H.elem[*p].key!=NULLKEY&&!(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 (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(intp,ElemTyper)
{
printf("address=%d(%d,%d)\n",p,r.key,r.ord);
}
int main()
{
ElemTyper[N] = {
{17,1},{60,2},{29,3},{38,4},{1,5},
{2,6},{3,7},{4,8},{60,9},{13,10}
};
HashTableh;
inti, j, p;
KeyTypek;
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==0)//重建哈希表
j=InsertHash(&h,r[i]);//重建哈希表后重新插入第N个记录
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);
return0;
}
/*
输出效果：
表中已有关键字为60的记录，无法再插入记录(60,9)
按哈希地址的顺序遍历哈希表:
哈希地址0～10
address=1 (1,5)
address=2 (2,6)
address=3 (3,7)
address=4 (4,8)
address=5 (60,2)
address=6 (17,1)
address=7 (29,3)
address=8 (38,4)
请输入待查找记录的关键字:17
address=6 (17,1)
重建哈希表
按哈希地址的顺序遍历重建后的哈希表:
哈希地址0～18
address=0 (38,4)
address=1 (1,5)
address=2 (2,6)
address=3 (3,7)
address=4 (4,8)
address=6 (60,2)
address=10 (29,3)
address=13 (13,10)
address=17 (17,1)
请输入待查找记录的关键字:13
address=13 (13,10)
请按任意键继续.. .
*/
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