哈希表的C++实现(转)

哈希表的几个概念：

映像：由哈希函数得到的哈希表是一个映像。

冲突：如果两个关键字的哈希函数值相等，这种现象称为冲突。

处理冲突的几个方法：

1、开放地址法：用开放地址处理冲突就是当冲突发生时，形成一个地址序列，沿着这个序列逐个深测，直到找到一个“空”的开放地址，将发生冲突的关键字值存放到该地址中去。

例如：hash(i)=(hash(key)+d(i)) MOD m (i=1,2,3,......,k(k<m-1)) d为增量函数，d(i)=d1,d2,d3,...,dn-1

根据增量序列的取法不同，可以得到不同的开放地址处理冲突探测方法。

有线性探测法、二次方探测法、伪随机探测法。

2、链地址法：把所有关键字为同义词的记录存储在一个线性链表中，这个链表成为同义词链表，即把具有相同哈希地址的关键字值存放在同义链表中。

3、再哈希表：费时间的一种方法

下面是代码：

文件"myhash.h"

#include<iostream>
using namespace std;

typedef int KeyType; //设关键字域为整形,需要修改类型时，只需修改这里就可以
const int NULLKEY=0; //NULLKEY表示该位置无值
int c=0; //用来统计冲突次数

struct Elemtype //数据元素类型
{
    KeyType key;
    int ord;
};

int hashsize[]={11,19,29,37,47}; //hash表容量递增表
int Hash_length=0;//hash表表长

class HashTable
{
private:
    Elemtype *elem; //数据元素数组,动态申请
    int count;// 当前数据元素个数
    int size; //决定hash表的容量为第几个,hashsize[size]为当前hash容量
public:

    int Init_HashTable() //构造一个空hash表
    {
        int i;
        count=0;
        size=0; //初始化容量为hashsize[0]=11
        Hash_length=hashsize[0];
        elem=new Elemtype[Hash_length];
        if(!elem)
        {
            cout<<"内存申请失败"<<endl;
            exit(0);
        }
        for(i=0;i<Hash_length;i++)
            elem[i].key=NULLKEY;
        return 1;
    }

    void Destroy_HashTable()
    {
        delete[]elem;
        elem=NULL;
        count=0;
        size=0;
    }

    unsigned Hash(KeyType k) //hash函数的一种(取模法)
    {
        return k%Hash_length;
    }

    void Collision(int &p,int d) //解决冲突
    {
        p=(p+d)%Hash_length; //采用开放地址法里的线性探测
    }

    bool Search_Hash(KeyType k,int &p) //查找
    {
        //在开放地址hash表中查找关键字等于k的元素
        //若找到用p表示待查数据,查找不成功时，p指向的是可插入地址
        c=0;
        p=Hash(k); //求hash地址
        while(elem[p].key!=NULLKEY && elem[p].key!=k)
        {
            c++;
            if(c<Hash_length)
                Collision(p,c);
            else
                return 0; //表示查找不成功
        }
        if(elem[p].key==k)
            return 1;
        else
            return 0;

    }

    int Insert_Hash(Elemtype e) //插入
    {
        //在查找不成功的情况下将k插入到hash表中
        int p;
        if(Search_Hash(e.key,p))
            return -1; //表示该元素已在hash表中
        else if(c<hashsize[size]/2) //冲突次数未达到上限
        {
            //插入e
            elem[p]=e;
            count++;
            return 1;
        }
        else
            ReCreate_HashTable(); // 重建hash表
        return 0; //插入失败
    }

    void ReCreate_HashTable() //重建hash表
    {
        int i,count2=count;
        Elemtype *p,*elem2=new Elemtype[count];
        p=elem2;
        cout<<"____重建hash表_____"<<endl;
        for(i=0;i<Hash_length;i++) //将原有元素暂存到elem2中
            if(elem[i].key!=NULLKEY)
                *p++=*(elem+i);
        count=0;
        size++; //hash容量增大
        Hash_length=hashsize[size];
        p=new Elemtype[Hash_length];
        if(!p)
        {
            cout<<"空间申请失败"<<endl;
            exit(0);
        }
        elem=p;
        for(i=0;i<Hash_length;i++)
            elem[i].key=NULLKEY;
        for(p=elem2;p<elem2+count2;p++) //将原有元素放回新表
            Insert_Hash(*p);
    }

    void Traverse_HashTable()
    {
        cout<<"哈希地址0->"<<Hash_length-1<<endl;
        for(int i=0;i<Hash_length;i++)
            if(elem[i].key!=NULLKEY)
                cout<<"元素的关键字值和它的标志分别是："<<elem[i].key<<"  "<<elem[i].ord<<endl;

    }

    void Get_Data(int p)
    {
        cout<<"元素的关键字值和它的标志分别是："<<elem[p].key<<"  "<<elem[p].ord<<endl;
    }

};

测试函数"main.cpp"

#include"myhash.h"

int main()
{
    Elemtype r[12]={{17,1},{60,2},{29,3},{38,4},{1,5},{2,6},{3,7},{4,8},{5,9},{6,10},{7,11},{8,12}};
    HashTable H;
    int i,p,j;
    KeyType k;
    H.Init_HashTable();
    for(i=0;i<11;i++) //插入前11个记录
    {
        j=H.Insert_Hash(r[i]);
        if(j==-1)
            cout<<"表中已有关键字为"<<r[i].key<<"  "<<r[i].ord<<"的记录"<<endl;
    }

    cout<<"按哈希地址顺序遍历哈希表"<<endl;
    H.Traverse_HashTable();
    cout<<endl;

    cout<<"输入要查找的记录的关键字：";
    cin>>k;
    j=H.Search_Hash(k,p);
    if(j==1)
        H.Get_Data(p);
    else
        cout<<"无此记录"<<endl;

    j=H.Insert_Hash(r[11]); //插入最后一个元素
    if(j==0)
    {
        cout<<"插入失败"<<endl;
        cout<<"需要重建哈希表才可以插入"<<endl;
        cout<<"____重建哈希表____"<<endl;
        H.Insert_Hash(r[i]); //重建后重新插入
    }

    cout<<"遍历重建后的哈希表"<<endl;
    H.Traverse_HashTable();
    cout<<endl;

    cout<<"输入要查找的记录的关键字：";
    cin>>k;
    j=H.Search_Hash(k,p);
    if(j==1)
        H.Get_Data(p);
    else
        cout<<"该记录不存在"<<endl;

    cout<<"____销毁哈希表____"<<endl;
    H.Destroy_HashTable();

    return 0;
}

测试结果：

按哈希地址顺序遍历哈希表
哈希地址0->10
元素的关键字值和它的标志分别是：5  9
元素的关键字值和它的标志分别是：1  5
元素的关键字值和它的标志分别是：2  6
元素的关键字值和它的标志分别是：3  7
元素的关键字值和它的标志分别是：4  8
元素的关键字值和它的标志分别是：60  2
元素的关键字值和它的标志分别是：17  1
元素的关键字值和它的标志分别是：29  3
元素的关键字值和它的标志分别是：38  4
元素的关键字值和它的标志分别是：6  10
元素的关键字值和它的标志分别是：7  11

输入要查找的记录的关键字：5
元素的关键字值和它的标志分别是：5  9
____重建hash表_____
插入失败
需要重建哈希表才可以插入
____重建哈希表____
遍历重建后的哈希表
哈希地址0->18
元素的关键字值和它的标志分别是：38  4
元素的关键字值和它的标志分别是：1  5
元素的关键字值和它的标志分别是：2  6
元素的关键字值和它的标志分别是：3  7
元素的关键字值和它的标志分别是：4  8
元素的关键字值和它的标志分别是：5  9
元素的关键字值和它的标志分别是：60  2
元素的关键字值和它的标志分别是：6  10
元素的关键字值和它的标志分别是：7  11
元素的关键字值和它的标志分别是：8  12
元素的关键字值和它的标志分别是：29  3
元素的关键字值和它的标志分别是：17  1

输入要查找的记录的关键字：7
元素的关键字值和它的标志分别是：7  11
____销毁哈希表____
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