数据结构之哈希表设计
1．实验题目
针对某个集体中人名设计一个哈希表，使得平均查找长度不超过R，并完成相应的建表和查表程序。
2．需求分析
本次实习旨在集中对几个专门的问题作较为深入的探讨和理解，也强调对某些特定的编程技术的训练。
①输入的形式和输入值的范围：根据提示输入d进行排序操作。
②输出的形式：输出排序的哈希表及平均查找长度。
③程序所能达到的功能：图的创建、遍历、插入、删除、最短路径
④测试数据：取读者周围较熟悉的 30 个人名。
3．概要设计
1）为了实现上述程序功能，需要定义哈希表的抽象数据类型：
1 typedef struct 2 3 { char *py; 4 5 int k; 6 7 }NAME; //名字拼音及列表 8 9 NAME NameList[HASH_LENGTH]; 10 11 typedef struct //哈希表 12 13 { char *py; 14 15 int k; 16 17 int si; 18 19 }HASH;
2）本程序包含 5 个函数：
主函数main()
②名字初始化函数 InitNameList()
③建立哈希表函数CreateHashList()
④查找函数 FindList()
⑤显示哈希表函数 Display()
4．详细设计
实现概要设计中定义的所有的数据类型，对每个操作给出伪码算法。对主程序和其他模 块也都需要写出伪码算法。
1) 结点类型和指针类型
1 typedef struct 2 3 { char *py; 4 5 int k; 6 7 }NAME; //名字拼音及列表 8 9 NAME NameList[HASH_LENGTH]; 10 11 typedef struct //哈希表 12 13 { char *py; 14 15 int k; 16 17 int si; 18 19 }HASH; 20 21 HASH HashList[HASH_LENGTH];
2）其他模块伪码算法
主函数main()
{利用子函数实现哈希表的显示和查找。}
名字初始化函数 InitNameList()
{利用for函数实现名字列表的初始化。}
建立哈希表函数CreateHashList()
{创建哈希表，利用for循环给HashList[]各参数赋初值}
查找函数 FindList()
{使用哈希函数，利用姓名拼音对应的关键字，使用if语句，
进行判断，若有记录则输出姓名，关键字和查找长度；
若无，则输出无此记录。}
显示哈希表函数 Display()
{利用for循环实现哈希表的显示，在用平均数的方法计算平均查找长度。}
5．调试分析
将字符串的各个字符所对应的ASCII码相加，所得的整数做为哈希表的关键字。
6．使用说明
程序执行后显示： d:显示哈希表 f:查找 请选择：
按照提示键入即可。
7．测试结果
8．附代码
1 // 实验五.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 2 // 3 4 #include "stdafx.h" 5 6 #include<iostream> 7 #include<string> 8 using namespace std; 9 #define HASH_LENGTH 50 //事先定义哈希表的长度 10 #define M 47 //选取随机数 11 #define NAME_NO 30 //定义人名的个数 12 13 typedef struct NAME 14 { char *py; //名字的拼音 15 int k; //拼音所对应的整数 16 }NAME; 17 18 NAME NameList[HASH_LENGTH]; //全局变量NAME 19 20 typedef struct //构造哈希表 21 { char *py; //名字的拼音 22 int k; //拼音所对应的整数 23 int si; //查找长度 24 }HASH; 25 26 HASH HashList[HASH_LENGTH]; //全局变量HASH 27 28 void InitNameList() //初始化姓名（结构体数组） 29 { char *f; 30 int r,s0,i; 31 for (i=0; i<HASH_LENGTH; i++) 32 { 33 NameList[i].py = new char[64]; 34 NameList[i].py[0] = 0; 35 } 36 strcpy(NameList[0].py, "zhangsan"); 37 strcpy(NameList[1].py, "lisi"); 38 strcpy(NameList[2].py, "liang"); 39 strcpy(NameList[3].py, "lala"); 40 strcpy(NameList[4].py, "youyou"); 41 strcpy(NameList[5].py, "zhaolala"); 42 strcpy(NameList[6].py, "suner"); 43 strcpy(NameList[7].py, "zhouzhou"); 44 strcpy(NameList[8].py, "tangtag"); 45 strcpy(NameList[9].py, "qiuqiu"); 46 strcpy(NameList[10].py, "lai"); 47 strcpy(NameList[11].py, "ye"); 48 strcpy(NameList[12].py, "dai"); 49 strcpy(NameList[13].py, "linjiajia"); 50 strcpy(NameList[14].py, "shang"); 51 strcpy(NameList[15].py, "yangyang"); 52 strcpy(NameList[16].py, "duoduo"); 53 strcpy(NameList[17].py, "xihua"); 54 strcpy(NameList[18].py, "luehh"); 55 strcpy(NameList[19].py, "nkjhi"); 56 strcpy(NameList[20].py, "chenwei"); 57 strcpy(NameList[21].py, "jyuj"); 58 strcpy(NameList[22].py, "jgjjh"); 59 strcpy(NameList[23].py, "djtryu"); 60 strcpy(NameList[24].py, "shrt"); 61 strcpy(NameList[25].py, "dejeyy"); 62 strcpy(NameList[26].py, "sntr"); 63 strcpy(NameList[27].py, "mkyjyu"); 64 strcpy(NameList[28].py, "dtur"); 65 strcpy(NameList[29].py, "ruj"); 66 67 for(i=0;i<NAME_NO;i++) 68 { 69 s0=0; 70 f=NameList[i].py; 71 for(r=0;*(f+r)!=' ';r++) 72 //将字符串的各个字符所对应的ASCII码相加，所得的整数做为哈希表的关键字 73 s0=*(f+r)+s0; 74 NameList[i].k=s0; 75 76 } 77 } 78 void CreateHashList() //建立哈希表 79 { 80 int i; 81 for(i=0; i<HASH_LENGTH;i++) 82 { 83 HashList[i].py=new char[64]; 84 HashList[i].py[0] = 0; 85 HashList[i].k=0; 86 HashList[i].si=0; 87 } 88 for(i=0;i<HASH_LENGTH;i++) 89 { 90 int sum=0; 91 int adr=(NameList[i].k)%M; 92 //哈希函数 93 int d=adr; 94 if(HashList[adr].si==0) //不冲突 95 { 96 HashList[adr].k=NameList[i].k; 97 HashList[adr].py=NameList[i].py; 98 HashList[adr].si=1; 99 } 100 else //冲突 101 { 102 while (HashList[d].k!=0) 103 { 104 d=(d+NameList[i].k%10+1)%M; //伪随机探测再散列法处理冲突 105 sum=sum+1; //查找次数加1 106 }; 107 HashList[d].k=NameList[i].k; 108 HashList[d].py=NameList[i].py; 109 HashList[d].si=sum+1; 110 } 111 } 112 } 113 void FindList() //查找 114 { 115 string name; 116 int s0=0,r,sum=1,adr,d; 117 cout<<"请输入姓名的拼音:"<<endl; 118 cin>>name;; 119 for(r=0;r<20;r++) //求出姓名的拼音所对应的整数(关键字) 120 s0+=name[r]; 121 adr=s0%M; //使用哈希函数 122 d=adr; 123 if(HashList[d].k==s0) //分情况进行判断 124 cout<<"姓名:"<<HashList[d].py<<" "<<"关键字:"<<s0<<" "<<"查找长度为: 1"<<endl; 125 else if (HashList[d].k==0) 126 cout<<"无此记录!"<<endl; 127 else 128 { 129 int g=0; 130 while(g==0) 131 { 132 d=(d+s0%10+1)%M; //伪随机探测再散列法处理冲突 133 sum=sum+1; 134 if(HashList[d].k==0) 135 { 136 cout<<"无此记录!"<<endl; 137 g=1; 138 } 139 if(HashList[d].k==s0) 140 { 141 cout<<"姓名:"<<HashList[d].py<<" "<<"关键字:"<<s0<<" "<<"查找长度为:"<<sum<<endl; 142 g=1; 143 } 144 }; 145 } ; 146 } 147 void Display() // 显示哈希表 148 { 149 int i; 150 float average=0; 151 152 cout<<" 地址 关键字 搜索长度 H(key) 姓名 "; //显示的格式 153 for(i=0; i<50; i++) 154 { 155 cout<<i<<" "; 156 cout<<" "<<HashList[i].k<<" "; 157 cout<<" "<<HashList[i].si<<" "; 158 cout<<" "<<(HashList[i].k%M)<<" "; 159 cout<<" "<<HashList[i].py<<" "; 160 cout<<" "; 161 } 162 for(i=0;i<HASH_LENGTH;i++) 163 average+=HashList[i].si; 164 average/=NAME_NO; 165 cout<<"平均查找长度：ASL("<<NAME_NO<<")="<<average<<endl; 166 167 } 168 int main() 169 { 170 char x; 171 InitNameList(); 172 CreateHashList (); 173 cout<<"***************************************************************"<<endl; 174 cout<<" d:显示哈希表 "<<endl; 175 cout<<" f:查找 "<<endl; 176 cout<<" 请选择： "<<endl; 177 cout<<"**************************************************************"<<endl; 178 while(cin>>x) 179 { 180 if(x=='d') 181 { 182 Display(); 183 cout<<endl; 184 } 185 else if(x=='f') 186 { 187 FindList(); 188 cout<<endl; 189 } 190 else break; 191 } 192 for (int i=0; i<HASH_LENGTH; i++) 193 { 194 free(NameList[i].py); 195 free(HashList[i].py); 196 } 197 return 0; 198 }