哈希表

/* c1.h (程序名) */#include<string.h>#include<ctype.h>#include<malloc.h> /* malloc()等 */#include<limits.h> /* INT_MAX等 */#include<stdio.h> /* EOF(=^Z或F6),NULL */#include<stdlib.h> /* atoi() */#include<io.h> /* eof() */#include<math.h> /* floor(),ceil(),abs() */#include<process.h> /* exit() *//* 函数结果状态代码 */#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define INFEASIBLE -1/* #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行 */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 */#define EQ(a,b) ((a)==(b))#define LT(a,b) ((a)<(b))#define LQ(a,b) ((a)<=(b))#define NULLKEY 0 /* 0为无记录标志 */#define N 10 /* 数据元素个数 */typedef int KeyType; /* 设关键字域为整型 */typedef struct{KeyType key;int ord;}ElemType; /* 数据元素类型 *//* c9-6.h 开放定址哈希表的存储结构 */typedef struct{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 */}HashTable;#define SUCCESS 1#define UNSUCCESS 0#define DUPLICATE -1Status InitHashTable(HashTable *H);void DestroyHashTable(HashTable *H);unsigned Hash(KeyType K);void collision(int *p, int d);Status InsertHash(HashTable *, ElemType); void RecreateHashTable(HashTable *H);Status InsertHash(HashTable *H, ElemType e);void TraverseHash(HashTable H, void(*Vi)(int, ElemType));Status Find(HashTable H, KeyType K, int *p);

#include "HashTable.h"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 */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){ /* 初始条件: 哈希表H存在。操作结果: 销毁哈希表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 */{ /* 开放定址法处理冲突 */*p = (*p + d) % m;}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 *//* 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。算法9.17 */*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 */elsebreak;}if EQ(K, H.elem[*p].key)return SUCCESS; /* 查找成功，p返回待查数据元素位置 */elsereturn 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 */{ /* 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； *//* 若冲突次数过大，则重建哈希表。算法9.18 */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;}elseRecreateHashTable(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 */int i;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]);}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 *//* 元素在表中位置,并返回SUCCESS;否则,返回UNSUCCESS */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 */elsereturn 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 */elsereturn UNSUCCESS; /* 查找不成功(H.elem[p].key==NULLKEY) */}

#include "HashTable.h"void print(int p, ElemType r){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]);elseprintf("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]);elseprintf("没找到\n");DestroyHashTable(&h);}