数据结构之哈希表设计

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：

typedef struct     

{   char *py;  

int k;     

}NAME;   //名字拼音及列表

NAME NameList[HASH_LENGTH];     

typedef struct    //哈希表

{   char *py;  

int k;     

int si;    

}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

 typedef struct     

{   char *py;  

int k;     

}NAME;   //名字拼音及列表

NAME NameList[HASH_LENGTH];     

typedef struct    //哈希表

{   char *py;  

int k;     

int si;    

}HASH;

  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

// 实验五.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
#define HASH_LENGTH 50               //事先定义哈希表的长度         
#define M 47                         //选取随机数
#define NAME_NO 30                   //定义人名的个数        

typedef struct NAME     
{   char *py;    //名字的拼音
    int k;       //拼音所对应的整数
}NAME;

NAME NameList[HASH_LENGTH];    //全局变量NAME       

typedef struct    //构造哈希表
{   char *py;   //名字的拼音
    int k;      //拼音所对应的整数
    int si;     //查找长度
}HASH;

HASH HashList[HASH_LENGTH];        //全局变量HASH                     

void InitNameList() //初始化姓名（结构体数组）   
{   char *f;
    int r,s0,i;
for (i=0; i<HASH_LENGTH; i++)
{
  NameList[i].py = new char[64];
  NameList[i].py[0] = 0;
}
    strcpy(NameList[0].py, "zhangsan");
    strcpy(NameList[1].py, "lisi");
    strcpy(NameList[2].py, "liang");
    strcpy(NameList[3].py, "lala");
    strcpy(NameList[4].py, "youyou");
    strcpy(NameList[5].py, "zhaolala");
    strcpy(NameList[6].py, "suner");
    strcpy(NameList[7].py, "zhouzhou");
    strcpy(NameList[8].py, "tangtag");
    strcpy(NameList[9].py, "qiuqiu");
    strcpy(NameList[10].py, "lai");
    strcpy(NameList[11].py, "ye");
    strcpy(NameList[12].py, "dai");
    strcpy(NameList[13].py, "linjiajia");
    strcpy(NameList[14].py, "shang");
    strcpy(NameList[15].py, "yangyang");
    strcpy(NameList[16].py, "duoduo");
    strcpy(NameList[17].py, "xihua");
    strcpy(NameList[18].py, "luehh");
    strcpy(NameList[19].py, "nkjhi");
    strcpy(NameList[20].py, "chenwei");
    strcpy(NameList[21].py, "jyuj"); 
    strcpy(NameList[22].py, "jgjjh");
    strcpy(NameList[23].py, "djtryu");
    strcpy(NameList[24].py, "shrt");
    strcpy(NameList[25].py, "dejeyy");
    strcpy(NameList[26].py, "sntr");
    strcpy(NameList[27].py, "mkyjyu");
    strcpy(NameList[28].py, "dtur");
    strcpy(NameList[29].py, "ruj");

    for(i=0;i<NAME_NO;i++)
{   
  s0=0;
  f=NameList[i].py;
  for(r=0;*(f+r)!='';r++) 
  //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
   s0=*(f+r)+s0;
  NameList[i].k=s0;

} 
}
void CreateHashList() //建立哈希表   
{ 
int i;
for(i=0; i<HASH_LENGTH;i++) 
{   
  HashList[i].py=new char[64];
  HashList[i].py[0] = 0; 
  HashList[i].k=0;
  HashList[i].si=0;
}
for(i=0;i<HASH_LENGTH;i++)
{
  int sum=0;
  int adr=(NameList[i].k)%M;  
  //哈希函数
  int d=adr;
  if(HashList[adr].si==0)     //不冲突
  {
   HashList[adr].k=NameList[i].k;
   HashList[adr].py=NameList[i].py;
   HashList[adr].si=1;
  }
  else   //冲突 
  { 
   while (HashList[d].k!=0)
   {
    d=(d+NameList[i].k%10+1)%M;   //伪随机探测再散列法处理冲突    
    sum=sum+1;                    //查找次数加1    
   };
   HashList[d].k=NameList[i].k;
   HashList[d].py=NameList[i].py;
   HashList[d].si=sum+1;
  }
}
}
void FindList() //查找    
{ 
string name; 
    int s0=0,r,sum=1,adr,d;
    cout<<"请输入姓名的拼音:"<<endl;     
    cin>>name;; 
    for(r=0;r<20;r++)   //求出姓名的拼音所对应的整数(关键字)
        s0+=name[r]; 
    adr=s0%M;   //使用哈希函数
    d=adr;
    if(HashList[d].k==s0)          //分情况进行判断
  cout<<"姓名:"<<HashList[d].py<<" "<<"关键字:"<<s0<<" "<<"查找长度为: 1"<<endl; 
    else if (HashList[d].k==0) 
  cout<<"无此记录!"<<endl;
    else
{   
  int g=0;
  while(g==0)
  {
   d=(d+s0%10+1)%M;       //伪随机探测再散列法处理冲突                     
   sum=sum+1;
   if(HashList[d].k==0)
   {
    cout<<"无此记录!"<<endl; 
    g=1;     
   }
   if(HashList[d].k==s0)
   {
    cout<<"姓名:"<<HashList[d].py<<" "<<"关键字:"<<s0<<" "<<"查找长度为:"<<sum<<endl;
    g=1; 
   }
    };   
} ;
}
void   Display() // 显示哈希表       
{ 
int i;
    float average=0;

cout<<"
地址	关键字		搜索长度	H(key)	 姓名
"; //显示的格式
    for(i=0; i<50; i++)
{   
  cout<<i<<" "; 
        cout<<"	"<<HashList[i].k<<" ";
        cout<<"		"<<HashList[i].si<<" ";
        cout<<"		"<<(HashList[i].k%M)<<" ";
        cout<<"	 "<<HashList[i].py<<" ";
        cout<<"
";
}
    for(i=0;i<HASH_LENGTH;i++)
        average+=HashList[i].si; 
    average/=NAME_NO;
cout<<"平均查找长度：ASL("<<NAME_NO<<")="<<average<<endl;

}
int main()
{
char x;
InitNameList();                                
CreateHashList (); 
cout<<"***************************************************************"<<endl;
cout<<"                            d:显示哈希表                       "<<endl;
cout<<"                            f:查找                             "<<endl;
cout<<"                            请选择：                           "<<endl;
cout<<"**************************************************************"<<endl; 
while(cin>>x)
{
  if(x=='d')
  {
   Display();
   cout<<endl;
  }
  else if(x=='f')
  {
   FindList();
   cout<<endl;
  }
  else break;
}
for (int i=0; i<HASH_LENGTH; i++)
{
  free(NameList[i].py);
  free(HashList[i].py);
}
return 0;
}