/*
數據結構C語言版 哈希表
*/
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define NULLKEY 0 // 0為無記錄標志
#define N 10 // 數據元素個數
typedef int KeyType;// 設關鍵字域為整型
typedef struct
{
KeyType key;
int ord;
}ElemType; // 數據元素類型
// 開放定址哈希表的存儲結構
int hashsize[]={11,19,29,37}; // 哈希表容量遞增表，一個合適的素數序列
int m=0; // 哈希表表長，全局變量
typedef struct
{
ElemType *elem; // 數據元素存儲基址，動態分配數組
int count; // 當前數據元素個數
int sizeindex; // hashsize[sizeindex]為當前容量
}HashTable;
#define SUCCESS 1
#define UNSUCCESS 0
#define DUPLICATE -1
// 構造一個空的哈希表
int InitHashTable(HashTable *H)
{
int i;
(*H).count=0; // 當前元素個數為0
(*H).sizeindex=0; // 初始存儲容量為hashsize[0]
m=hashsize[0];
(*H).elem=(ElemType*)malloc(m*sizeof(ElemType));
if(!(*H).elem)
exit(0); // 存儲分配失敗
for(i=0;i<m;i++)
(*H).elem[i].key=NULLKEY; // 未填記錄的標志
return 1;
}
// 銷毀哈希表H
void DestroyHashTable(HashTable *H)
{
free((*H).elem);
(*H).elem=NULL;
(*H).count=0;
(*H).sizeindex=0;
}
// 一個簡單的哈希函數(m為表長，全局變量)
unsigned Hash(KeyType K)
{
return K%m;
}
// 開放定址法處理沖突
void collision(int *p,int d) // 線性探測再散列
{
*p=(*p+d)%m;
}
// 算法9.17
// 在開放定址哈希表H中查找關鍵碼為K的元素,若查找成功,以p指示待查數據
// 元素在表中位置,並返回SUCCESS;否則,以p指示插入位置,並返回UNSUCCESS
// c用以計沖突次數，其初值置零，供建表插入時參考。
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))
{
// 該位置中填有記錄．並且關鍵字不相等
(*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返回待查數據元素位置
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); // 對函數的聲明
// 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++) // 保存原有的數據到elem中
if(((*H).elem+i)->key!=NULLKEY) // 該單元有數據
*p++=*((*H).elem+i);
(*H).count=0;
(*H).sizeindex++; // 增大存儲容量
m=hashsize[(*H).sizeindex];
p=(ElemType*)realloc((*H).elem,m*sizeof(ElemType));
if(!p)
exit(0); // 存儲分配失敗
(*H).elem=p;
for(i=0;i<m;i++)
(*H).elem[i].key=NULLKEY; // 未填記錄的標志(初始化)
for(p=elem;p<elem+count;p++) // 將原有的數據按照新的表長插入到重建的哈希表中
InsertHash(H,*p);
}
// 算法9.18
// 查找不成功時插入數據元素e到開放定址哈希表H中，並返回1；
// 若沖突次數過大，則重建哈希表。
int InsertHash(HashTable *H,ElemType e)
{
int c,p;
c=0;
if(SearchHash(*H,e.key,&p,&c)) // 表中已有與e有相同關鍵字的元素
return DUPLICATE;
else if(c<hashsize[(*H).sizeindex]/2) // 沖突次數c未達到上限,(c的閥值可調)
{
// 插入e
(*H).elem[p]=e;
++(*H).count;
return 1;
}
else
RecreateHashTable(H); // 重建哈希表
return 0;
}
// 按哈希地址的順序遍歷哈希表
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) // 有數據
Vi(i,H.elem[i]);
}
// 在開放定址哈希表H中查找關鍵碼為K的元素,若查找成功,以p指示待查數據
// 元素在表中位置,並返回SUCCESS;否則,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))
{ // 該位置中填有記錄．並且關鍵字不相等
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返回待查數據元素位置
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個記錄
j=InsertHash(&h,r[i]);
if(j==DUPLICATE)
printf("表中已有關鍵字為%d的記錄，無法再插入記錄(%d,%d)n",
r[i].key,r[i].key,r[i].ord);
}
printf("按哈希地址的順序遍歷哈希表:n");
TraverseHash(h,print);
printf("請輸入待查找記錄的關鍵字: ");
scanf("%d",&k);
j=Find(h,k,&p);
if(j==SUCCESS)
print(p,h.elem[p]);
else
printf("沒找到n");
j=InsertHash(&h,r[i]); // 插入第N個記錄
if(j==0) // 重建哈希表
j=InsertHash(&h,r[i]); // 重建哈希表後重新插入第N個記錄
printf("按哈希地址的順序遍歷重建後的哈希表:n");
TraverseHash(h,print);
printf("請輸入待查找記錄的關鍵字: ");
scanf("%d",&k);
j=Find(h,k,&p);
if(j==SUCCESS)
print(p,h.elem[p]);
else
printf("沒找到n");
DestroyHashTable(&h);
system("pause");
return 0;
}
/*
輸出效果：
表中已有關鍵字為60的記錄，無法再插入記錄(60,9)
按哈希地址的順序遍歷哈希表:
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)
請輸入待查找記錄的關鍵字: 17
address=6 (17,1)
重建哈希表
按哈希地址的順序遍歷重建後的哈希表:
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)
請輸入待查找記錄的關鍵字: 13
address=13 (13,10)
請按任意鍵繼續. . .
*/
