哈希表的应用(C++实现)

问题描述：设计哈希表实现电话号码查询系统，实现下列功能：
(1) 假定每个记录有下列数据项：电话号码、用户名、地址。
(2) 一是从数据文件old.txt(自己现行建好)中读入各项记录，二是由系统随机产生各记录，并且把记录保存到new.txt文件中以及显示到屏幕上，记录条数不要少于30，然后分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表。
(3) 分别采用伪随机探测再散列法和再哈希法解决冲突。
(4) 查找并显示给定电话号码的记录；查找并显示给定用户名的记录。
(5) 将没有查找的结果保存到结果文件Out.txt中，显示查找结果前，要有提示语句。

代码：

// MyHashTable.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。////设计哈希表实现电话号码查询系统//说明：一是从文件old.txt中读取的数据自己在程序运行前建立，//      二是由系统随机生成数据，在程序运行由随机数产生器生成，并且将产生的记录保存到 new.txt文件。//存在的问题：使用随机产生的文件，在显示时出现乱码#include "stdafx.h"#include<fstream>//文件流#include<iostream>#include <string>using namespace std;const int D[] = {3,5,8,11,13,14,19,21};//预定再随机数const int HASH_MAXSIZE = 50;//哈希表长度//记录信息类型class DataInfo{public:DataInfo();//默认构造函数friend ostream& operator<<(ostream& out, const DataInfo& dataInfo); //重载输出操作符//friend class HashTable;//private:string name;//姓名string phone;//电话号码string address;//地址char sign;//冲突的标志位，'1'表示冲突，'0'表示无冲突};DataInfo::DataInfo():name(""), phone(""), address(""), sign('0'){}ostream& operator<<(ostream& out, const DataInfo& dataInfo) //重载输出操作符{cout << "姓名：" << dataInfo.name << "   电话：" << dataInfo.phone  << "    地址：" << dataInfo.address << endl;return out;}//存放记录的哈希表类型class HashTable{public:HashTable();//默认构造函数~HashTable();//析构函数int Random(int key, int i);// 伪随机数探测再散列法处理冲突void Hashname(DataInfo *dataInfo);//以名字为关键字建立哈希表int Rehash(int key, string str);// 再哈希法处理冲突   注意处理冲突还有链地址法等void Hashphone(DataInfo *dataInfo);//以电话为关键字建立哈希表void Hash(char *fname, int n);// 建立哈希表//fname 是数据储存的文件的名称，用于输入数据，n是用户选择的查找方式int Findname(string name);// 根据姓名查找哈希表中的记录对应的关键码int Findphone(string phone);// 根据电话查找哈希表中的记录对应的关键码void Outhash(int key);// 输出哈希表中关键字码对应的一条记录void Outfile(string name, int key);// 在没有找到时输出未找到的记录void Rafile();// 随机生成文件，并将文件保存在 new.txt文档中void WriteToOldTxt();//在运行前先写入数据//private:        DataInfo *value[HASH_MAXSIZE];int length;//哈希表长度};HashTable::HashTable():length(0)//默认构造函数{//memset(value, NULL, HASH_MAXSIZE*sizeof(DataInfo*));for (int i=0; i<HASH_MAXSIZE; i++){value[i] = new DataInfo();}}HashTable::~HashTable()//析构函数{delete[] *value;}void HashTable::WriteToOldTxt(){ofstream openfile("old.txt");if (openfile.fail()){cout << "文件打开错误！" << endl;exit(1);}string oldname;        string oldphone;string oldaddress;for (int i=0; i<30; i++){cout << "请输入第" << i+1 << "条记录:" << endl;cin >> oldname ;cin >> oldphone;cin >> oldaddress;openfile << oldname << "  " << oldphone << "  " << oldaddress << "," << endl;}openfile.close();}int HashTable::Random(int key, int i)// 伪随机数探测再散列法处理冲突{//key是冲突时的哈希表关键码，i是冲突的次数，N是哈希表长度//成功处理冲突返回新的关键码，未进行冲突处理则返回-1int h;if(value[key]->sign == '1')//有冲突{h = (key + D[i]) % HASH_MAXSIZE;return h;}return -1;}void HashTable::Hashname(DataInfo *dataInfo)//以名字为关键字建立哈希表{//利用除留取余法建立以名字为关键字建立的哈希函数，在发生冲突时调用Random函数处理冲突int i = 0;int key = 0;        for (int t=0; dataInfo->name[t]!='\0'; t++)   {key = key + dataInfo->name[t];}key = key % 42;while(value[key]->sign == '1')//有冲突{key = Random(key, i++);//处理冲突}if(key == -1) exit(1);//无冲突length++;//当前数据个数加value[key]->name = dataInfo->name;value[key]->address = dataInfo->address;value[key]->phone = dataInfo->phone;value[key]->sign = '1';//表示该位置有值//cout << value[key]->name << "  " << value[key]->phone << "  "  << value[key]->address << endl;}int HashTable::Rehash(int key, string str)// 再哈希法处理冲突{//再哈希时使用的是折叠法建立哈希函数int h;int num1 = (str[0] - '0') * 1000 + (str[1] - '0') * 100 + (str[2] - '0') * 10 + (str[3] - '0');int num2 = (str[4] - '0') * 1000 + (str[5] - '0') * 100 + (str[6] - '0') * 10 + (str[7] - '0');int num3 = (str[8] - '0') * 100  + (str[9] - '0') * 10  + (str[10] - '0');h = num1 + num2 + num3;h = (h + key) % HASH_MAXSIZE;return h;}void HashTable::Hashphone(DataInfo *dataInfo)//以电话为关键字建立哈希表{//利用除留取余法建立以电话为关键字建立的哈希函数，在发生冲突时调用Rehash函数处理冲突int key = 0;int t;for(t=0; dataInfo->phone[t] != '\0'; t++){key = key + dataInfo->phone[t];}key = key % 42;while(value[key]->sign == '1')//有冲突{key = Rehash(key, dataInfo->phone);}length++;//当前数据个数加value[key]->name = dataInfo->name;value[key]->address = dataInfo->address;value[key]->phone = dataInfo->phone;   value[key]->sign = '1';//表示该位置有值}void HashTable::Outfile(string name, int key)//在没有找到时输出未找到的记录{ofstream fout;if((key == -1)||(value[key]->sign == '0'))//判断哈希表中没有记录{fout.open("out.txt",ios::app);//打开文件if(fout.fail()){cout << "文件打开失败!" << endl;exit(1);}fout << name << endl;//将名字写入文件,有个问题，每次写入的时候总是将原来的内容替换了fout.close();}}void HashTable::Outhash(int key)//输出哈希表中关键字码对应的记录{  if((key==-1)||(value[key]->sign=='0'))cout << "没有找到这条记录！" << endl;else{for(unsigned int i=0; value[key]->name[i]!='\0'; i++){cout << value[key]->name[i];}for(unsigned int i=0; i<10; i++){cout << " ";}cout << value[key]->phone;for(int i=0; i<10; i++){cout << " ";}cout << value[key]->address << endl;}}void HashTable::Rafile()//随机生成文件，并将文件保存在new.txt文档中{ofstream fout;fout.open("new.txt");//打开文件，等待写入if(fout.fail()){cout << "文件打开失败！" << endl;exit(1);}for(int j=0; j<30; j++){string name = "";for(int i=0; i<20; i++)//随机生成长个字的名字{name += rand() % 26 + 'a';//名字是由个字母组成}fout << name << "   ";//将名字写入文件string phone = "";for(int i=0; i<11; i++)//随机生成长位的电话号码{phone += rand() % 10 + '0';//电话号码是纯数字}fout << phone << "      ";//将电话号码写入文件string address = "";for(int i=0; i<29; i++)//随机生成长个字的名字{address += rand() % 26 + 'a';//地址是由个字母组成}address += ',';fout << address << endl;//将地址写入文件}fout.close();}void HashTable::Hash(char *fname, int n)//建立哈希表//fname是数据储存的文件的名称，用于输入数据，n是用户选择的查找方式//函数输入数据，并根据选择调用Hashname或Hashphone函数进行哈希表的建立{ifstream fin;int i;fin.open(fname);//读文件流对象if(fin.fail()){cout << "文件打开失败！" << endl;exit(1);}while(!fin.eof())//按行读入数据{DataInfo *dataInfo = new DataInfo();char* str = new char[100];fin.getline(str, 100, '\n');//读取一行数据if(str[0] == '*')//判断数据结束{break;}i = 0;//记录字符串数组的下标//a-z:97-122     A-Z:65-90    //本程序的姓名和地址都使用小写字母while((str[i] < 97) || (str[i] > 122))//读入名字{i++;}for(; str[i]!=' '; i++){dataInfo->name += str[i];}while(str[i] == ' '){i++;}for(int j=0; str[i]!=' '; j++,i++)//读入电话号码{dataInfo->phone += str[i];}while(str[i] == ' '){i++;}for(int j=0; str[i]!=','; j++,i++)//读入地址{dataInfo->address += str[i];}if(n == 1){Hashname(dataInfo);}else{Hashphone(dataInfo);//以电话为关键字}delete []str;delete dataInfo;}fin.close();}int HashTable::Findname(string name)//根据姓名查找哈希表中的记录对应的关键码{int i = 0;int j = 1;int t;int key = 0;for(key=0, t=0; name[t] != '\0'; t++){key = key + name[t];}key = key % 42;while((value[key]->sign == '1') && (value[key]->name != name)){  key = Random(key, i++);j++;if(j >= length) return -1;}return key;}int HashTable::Findphone(string phone)//根据电话查找哈希表中的记录对应的关键码{  int key = 0;int t;for(t=0; phone[t] != '\0' ; t++)        {                key = key + phone[t];        }key = key % 42;int j = 1;while((value[key]->sign == '1') && (value[key]->phone != phone)){key = Rehash(key, phone);j++;if(j >= length)                 {                    return -1;                }        }return key;}void main(){//WriteToOldTxt();int k;int ch;char *Fname;HashTable *ht = new HashTable;while(1){system("cls");//cls命令清除屏幕上所有的文字cout << "欢迎使用本系统！" << endl << endl;cout << "请选择数据" << endl;cout << "1.使用已有数据文件" << endl;cout << "2.随机生成数据文件" << endl;cout << "0.结束" << endl;cout << "输入相应序号选择功能：";cin >> k;switch(k){case 0:return;case 1:Fname = "old.txt";//从数据文件old.txt(自己现行建好)中读入各项记录break;case 2:ht->Rafile();Fname = "new.txt";//由系统随机产生各记录，并且把记录保存到new.txt文件中break;default:cout << "输入序号有误，退出程序。" << endl;return;}do{system("cls");cout << " 请选择查找方式" << endl;cout << "1.通过姓名查找" << endl;cout << "2.通过电话查找" << endl;cout << "输入相应序号选择功能：";cin >> ch;if((ch != 1) && (ch != 2))cout << "输入序号有误！" << endl;}while((ch != 1) && (ch != 2));ht->Hash(Fname, ch);while(ch == 1){int choice;cout << endl << "请选择功能" << endl;cout << "1.输入姓名查找数据" << endl;cout << "2.显示哈希表" << endl;cout << "0.退出"<<endl;cout << "输入相应序号选择功能：";cin >> choice;switch(choice){case 1:{//注意此处应该加上大括号int key1;string name;cout << "请输入姓名：";cin >> name;key1 = ht->Findname(name);ht->Outfile(name, key1);ht->Outhash(key1);}break;case 2:{for(int i=0; i<HASH_MAXSIZE; i++){if(ht->value[i]->sign!='0'){ht->Outhash(i); }}}break;default:cout << endl << "您的输入有误！" << endl;}if(choice == 0) {return;}}while(ch == 2){int choice;cout << endl << "请选择功能" << endl;cout << "1.输入电话查找数据" << endl;cout << "2.显示哈希表"<<endl;cout << "0.退出"<<endl;cout << "输入相应序号选择功能：";cin >> choice;switch(choice){case 1:{int key2;string phone;cout << "请输入11位的电话号码：";do{cin >> phone;if(phone.length() != 11){cout << "电话号码应为11位！\n请重新输入：";}}while(phone.length() != 11);key2 = ht->Findphone(phone);ht->Outfile(phone, key2);ht->Outhash(key2);}break;case 2:{for(int i=0; i<HASH_MAXSIZE; i++){if(ht->value[i]->sign != '0') {ht->Outhash(i); }}}break;default:                 cout << endl << "您的输入有误！" << endl; }if(choice == 0) {return;}}while((ch != 1) && (ch != 2)){cout << "您的输入有误！请输入相应需要选择功能：";}}system("pause");}