/*
数据结构C语言版 哈希表
*/
#include <stdio.h>
#include <malloc.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;
}
// 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(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);
}
// 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,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～%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(HashTable H,KeyType K,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},{60,9},{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,%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);
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 (1,5)
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. . .
*/