【数据结构】哈希表

数据结构哈希表

参考代码如下：

/*
	名称：哈希表 
	语言：数据结构C语言版 
	编译环境：VC++ 6.0
	日期： 2014-3-26 
*/


#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <windows.h>


#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 

// 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 

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 -1


// 构造一个空的哈希表
int InitHashTable(HashTable *H)
{  
	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(0); // 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 1;
}

//  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(KeyType K)
{ 
	return K%m;
}

// 开放定址法处理冲突
void collision(int *p,int d) // 线性探测再散列 
{  
	*p=(*p+d)%m;
}

// 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(HashTable H,KeyType K,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 
{ 
	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(0); // 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);
}

// 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,ElemType e)
{
	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 1;
	}
	else
		RecreateHashTable(H); // 重建哈希表 
	
	return 0;
}

// 按哈希地址的顺序遍历哈希表
void TraverseHash(HashTable H,void(*Vi)(int,ElemType))
{  
	int i;
	printf("哈希地址0～%dn",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,返回UNSUCCESS 
int Find(HashTable H,int *p)
{
	int c=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(int p,ElemType r)
{
	printf("address=%d (%d,%d)n",p,r.key,r.ord);
}

int main()
{
	ElemType r[N] = {
		{17,1},{60,2},{29,3},{38,4},{1,5},{2,6},{3,7},{4,8},9},{13,10}
	};
	HashTable h;
	int i,j,p;
	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,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,h.elem[p]);
	else
		printf("没找到n");
	DestroyHashTable(&h);
	
	system("pause");
	return 0; 
}

/*
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 (1,8)
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. . .

*/