哈希表及其实现

最常见的代码需求：

工程中的代码实现常常会需要键-值的映射。

即给出一个值即可得到其代表的数据。例如，数组通过键得到值。

哈希技术

哈希的定义：

在数据元素的 存储位置和它的关键字之间建立一个映关系 f，通过f可以直接得到关键字所代表的数据元素

哈希表：

哈希技术中用于存储数据元素的数据结构

哈希函数:

哈希技术中的映射关系f。
数组是最简单也是最高效的哈希实现。

哈希技术的关键点：
1、哈希表：
• 哈希技术需要具体的数据结构为基础
– 如数组，链表，二叉树…
2、哈希函数
• 哈希技术需要映射关键字和数据元素的存储位置
– 依赖于数学运算，如四则运算，逻辑元素，比较…

哈希表代码实现

本代码采用二叉排序树作为哈希表的数据结构。

//哈希表 头文件 Hash.h#ifndef _HASH_H_#define _HASH_H_typedef void Hash;typedef void HashKey;typedef void HashValue;typedef int (Hash_Compare)(HashKey*, HashKey*);Hash* Hash_Create();void Hash_Destroy(Hash* hash);void Hash_Clear(Hash* hash);int Hash_Add(Hash* hash, HashKey* key, HashValue* value, Hash_Compare* compare);HashValue* Hash_Remove (Hash* hash, HashKey* key, Hash_Compare* compare);HashValue* Hash_Get(Hash* hash, HashKey* key, Hash_Compare* compare);int Hash_Count(Hash* hash);#endif

//哈希表 头文件 Hash.c#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "Hash.h"#include "BSTree.h"typedef struct _tag_HashNode HashNode;struct _tag_HashNode{    BSTreeNode header;    HashValue* value;};void recursive_clear(BSTreeNode* node){    if( node != NULL )    {        recursive_clear(node->left);        recursive_clear(node->right);        free(node);    }}Hash* Hash_Create(){    return BSTree_Create();}void Hash_Destroy(Hash* hash){    Hash_Clear(hash);//此处因为哈希add函数为新节点分配了空间，因此要free     BSTree_Destroy(hash);}void Hash_Clear(Hash* hash){    recursive_clear(BSTree_Root(hash));    BSTree_Clear(hash);}int Hash_Add(Hash* hash, HashKey* key, HashValue* value, Hash_Compare* compare){    int ret = 0;    HashNode* node = (HashNode*)malloc(sizeof(HashNode));    if( ret = (node != NULL) )    {        node->header.key = key;        node->value = value;        ret = BSTree_Insert(hash, (BSTreeNode*)node, compare);        if( !ret )        {            free(node);        }    }    return ret;}HashValue* Hash_Remove(Hash* hash, HashKey* key, Hash_Compare* compare){    HashValue* ret = NULL;    HashNode* node = (HashNode*)BSTree_Delete(hash, key, compare);    if( node != NULL )    {        ret = node->value;        free(node);    }    return ret;}HashValue* Hash_Get(Hash* hash, HashKey* key, Hash_Compare* compare){    HashValue* ret = NULL;    HashNode* node = (HashNode*)BSTree_Get(hash, key, compare);    if( node != NULL )    {        ret = node->value;    }     return ret;}int Hash_Count(Hash* hash){    return BSTree_Count(hash);}

//哈希表 main文件 main.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include "Hash.h"struct Student{    char* id;    char* name;    int age;};int compare_id(HashKey* k1, HashKey* k2){    return strcmp((char*)k1, (char*)k2);}int main(int argc, char *argv[]) {    Hash* hash = Hash_Create();    struct Student s1 = {"9001201", "Delphi", 30};    struct Student s2 = {"0xABCDE", "Java", 20};    struct Student s3 = {"koabc", "C++", 40};    struct Student s4 = {"!@#$%^", "C#", 10};    struct Student s5 = {"Python", "Python", 10};    struct Student* ps = NULL;    Hash_Add(hash, s1.id, &s1, compare_id);    Hash_Add(hash, s2.id, &s2, compare_id);    Hash_Add(hash, s3.id, &s3, compare_id);    Hash_Add(hash, s4.id, &s4, compare_id);    Hash_Add(hash, s5.id, &s5, compare_id);    ps = (struct Student*) Hash_Get(hash, (HashKey*)"koabc", compare_id);    printf("ID: %s\n", ps->id);    printf("Name: %s\n", ps->name);    printf("Age: %d\n", ps->age);    Hash_Destroy(hash);    return 0;}

小结

哈希技术是大型程序设计中的常用技术。

哈希技术提供键值对的直接存取。

哈希技术实现的关键是：

数据存储结构的设计

哈希函数的设计

哈希技术在程序中表现为一种数据结构。