06 数据结构与算法之哈希表(拉链法) （C语言实现）

注：只给出C语言实现代码，涉及到的数据结构相关概念请自行阅读相关书籍或参考其他博文；

将哈希表理解为一个顺序表，顺序表里面存储的是一个链表(拉链法解决碰撞）

注：(hash & 0x7FFFFFFF)的作用：让hash值一直保持为正。
Because -1 % 10 == -1 which you certainly don’t want for indexing into an array. Forcing the sign bit to 0 avoids this problem.

0x7FFFFFFF (int)is 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 : all 1 except the sign bit.
(hash & 0x7FFFFFFF) will result in a positive integer.
(hash & 0x7FFFFFFF) % tab.length will be in the range of the tab length.

存储字符串版的哈希表 +拉链法解决碰撞

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef struct Node {
    
    
    char *str;
    struct Node *next;
}Node;//拉链法处理冲突

typedef struct HashTable{
    
    //哈希表结构本质是一个顺序表(一维数组)
  //若顺序表里面存的是Node,则需用Node *指针去接收，若存的是 Node *的地址，则需要用Node **(二维数组)去接收Node *的地址.(顺序表里面存储intsg)
    Node **data;//顺序表每个节点存的是一个链表，用Node *表示，即存储的是每个链表的首地址。所以需要Node **data来接收Node *的地址，顺序表初始化存int *data
    int size;
}HashTable;

Node *init_node(char *str, Node *head){
    
    //head记录整个链表的第一个节点
    Node *p = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    p->str = strdup(str);//(深拷贝)拷贝了一份传进的字符串，并返回首地址，用完原字符串后会被释放，浅拷贝相当于定义一个 char *p = str，记录该字符串地址，若str被释放了，则p会指向空地址，出现报错。深拷贝就是再复制一份数据，原数据是否被释放与现在需要操作的数据无关，也不会影响原来的数据
    p->next = head;//头插法
    return p;
}
HashTable *init_hashtable(int n){
    
    //哈希表的初始化，n为容量
    HashTable *h = (HashTable *)malloc(sizeof(HashTable));
    h->size = (n << 1);//容量扩大一倍 70%-90%就是好的，本次利用率为50%
    h->data = (Node **)calloc(h->size, sizeof(Node *));//每个元素存储的是一个链表的头节点的地址，即为一个指针。calloc向堆区申请空间，并将这片空间清空，存的地址默认为NULL
    return h;
}
int BKDRHash(char *str){
    
    //映射为正整数的整型值  （APHash）
    int seed = 31, hash = 0;//种子要为素数
    for(int i = 0; str[i]; i++) hash = hash * seed + str[i];
    return hash & 0x7fffffff;//负数映射为正整数的(int)整型值
}
int insert(HashTable *h, char *str){
    
    
    int hash = BKDRHash(str);//需要哈希函数映射为整型值
    int ind = hash % h->size;//
    h->data[ind] = init_node(str, h->data[ind]);//将该字符串存到当前哈希表的第ind位置的存储空间下，即将当前字符串插入到第ind的链表中
    return 1;
}
int search(HashTable *h, char *str){
    
    //在h中查找str
    int hash = BKDRHash(str);//将字符串地址映射为整型值
    int ind = hash % h->size;
    Node *p = h->data[ind];//链表的头节点
    while(p && strcmp(p->str, str)) p = p->next;//strcmp相同返回0，即查到时返回0
    return p  != NULL;
}
void clear_node(Node *head){
    
    //销毁链表
    if(head == NULL) return;
    Node *p = head, *q;
    while(p){
    
    
        q = p->next;
        free(p->str);//前面malloc申请一片空间，并将字符串深拷贝到了该空间上，并返回了该片空间的首地址，需要主动释放strdup拷贝过来的数据域
        free(p);
        p = q;
    }
    return;
}
void clear(HashTable *h){
    
    //回收哈希表
    if(h == NULL) return;
    for(int i = 0; i < h->size; i++){
    
    
        clear_node(h->data[i]);//释放对应位置的链表
    }
    free(h->data);//再释放h->data数据域
    free(h);//再释放哈希表
    return ;
}
int main(){
    
    
    int op;
    #define MAX_N 100 //要查找的字符串长度不超过100
    char str[MAX_N + 5] = {
    
    0};
    HashTable *h = init_hashtable(MAX_N);
    while(~scanf("%d%s", &op, str)){
    
    //循环输入一个操作方法与字符串
        switch(op){
    
    
            case 0:
                printf("insert %s to HashTable\n", str);
                insert(h, str);
                break;
            case 1:
                printf("search %s from the HashTable resulet = %d\n", str, search(h, str));
                break;
        }
    }
    
    #undef MAX_N
    clear(h);
    return 0;
}
//编译 gcc HashTable.cc
//执行 ./a.out
//0 hello
//0 nihao
//0 haha
//1 nihao
//1 nnhao
//ctrl + c结束

06 数据结构与算法之哈希表(拉链法) （C语言实现）

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