头歌：哈希表基本操作

编程语言 2023-07-22 18:54:25 阅读次数: 0

哈希表基本操作答案

第一关：采用除留余数法加线性探测法建立哈希表

#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#define NULL_KEY -1 // -1为无记录标志
#define SUCCESS 1
#define UNSUCCESS 0
#define DUPLICATE -1
#define N 100  // 数据元素个数
typedef int KeyType; // 设关键字域为整型
struct ElemType // 数据元素类型
{
    
    
   KeyType key;     
};
struct HashTable
{
    
    
   ElemType *elem; // 数据元素存储基址，动态分配数组
   int count; // 当前数据元素个数
   int sizeindex; // sizeindex为哈希表表长
};
// 哈希函数的基本操作函数
void InitHashTable(HashTable &H);    // 构造一个空的哈希表
void DestroyHashTable(HashTable &H);  // 哈希表H存在。操作结果：销毁哈希表H
unsigned Hash(KeyType K);    // 哈希函数
void collision(int &p,int d); // 线性探测再散列
int SearchHash(HashTable H,KeyType K,int &p,int &c);  // 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素
int InsertHash(HashTable &H,ElemType e); // 查找不成功时插入数据元素e到开放定址哈希表H中   
void TraverseHash(HashTable H,void(*Vi)(int));
void print(int p);
 int m=0;   // 全局变量, H(key) = key % m
 int main()
 {
    
    
   ElemType r[N]={
    
    0};
   HashTable h;
   int i,p,n;
   int j;
   KeyType k;    
   InitHashTable(h);
   scanf("%d",&m); // H(key) = key % m
   scanf("%d",&n); // 数据的个数    
   for(i=0;i<n;i++)
   {
    
    
       scanf("%d",&r[i].key);     
   }
   for(i=0;i<n;i++)
   {
    
     // 插入前N-1个记录
     j=InsertHash(h,r[i]);    
   }
   //printf("按哈希地址的顺序遍历哈希表:\n");
   TraverseHash(h,print);   
   DestroyHashTable(h);
 }
 // 哈希函数的基本操作函数
void InitHashTable(HashTable &H)
 {
    
     // 操作结果：构造一个空的哈希表
  int i;
  H.count=0; // 当前元素个数为0  
  scanf("%d",&H.sizeindex ); // 哈希表存储容量
  H.elem=(ElemType*)malloc(H.sizeindex*sizeof(ElemType));  
  for(i=0;i<H.sizeindex;i++)
    H.elem[i].key=NULL_KEY; // 未填记录的标志
 }
void DestroyHashTable(HashTable &H)
{
    
     // 初始条件：哈希表H存在。操作结果：销毁哈希表H
   free(H.elem);
   H.elem=NULL;
   H.count=0;
   H.sizeindex=0;
 }
unsigned Hash(KeyType K)
{
    
     // 一个简单的哈希函数(m为全局变量)
    /********** Begin **********/
    return K%m;
   /********** End **********/    
}
void collision(int &p,int d) // 线性探测再散列
{
    
     // 开放定址法处理冲突
    /********** Begin **********/
    p=(p+1)%m;
   /********** End **********/
 }
int SearchHash(HashTable H,KeyType K,int &p,int &c)
{
    
      // 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素，若查找成功，以p指示待查数据
   // 元素在表中位置，并返回SUCCESS；否则，以p指示插入位置，并返回UNSUCCESS
   // c用以计冲突次数，其初值置零，供建表插入时参考。
   /********** Begin **********/
  p=Hash(K); // 求得哈希地址
  while( H.elem[p].key!=NULL_KEY && K!= H.elem[p].key )
  {
    
     // 该位置中填有记录．并且关键字不相等
    c++;
    if(c<H.sizeindex)
      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返回待查数据元素位置
  else
     return UNSUCCESS; // 查找不成功(H.elem[p].key==NULL_KEY)，p返回的是插入位置   
   /********** End **********/
 }
int InsertHash(HashTable &H,ElemType e)
{
    
     // 查找不成功时插入数据元素e到开放定址哈希表H中，并返回OK；
  // 若冲突次数过大，则重建哈希表，算法9.18
  /********** Begin **********/
  int c,p;
  c=0;
  if(SearchHash(H,e.key,p,c)) // 表中已有与e有相同关键字的元素
    return DUPLICATE;
  else if(c<H.sizeindex) // 冲突次数c未达到上限，(c的阀值可调)
  {
    
     // 插入e
    H.elem[p]=e;
    ++H.count;
    return SUCCESS;
  }
  else
    return UNSUCCESS;
  /********** End **********/
 }
 void TraverseHash(HashTable H,void(*Vi)(int))
 {
    
     // 按哈希地址的顺序遍历哈希表
    printf("哈希地址0～%d\n",H.sizeindex-1);
    for(int i=0;i<H.sizeindex;i++)
    // if(H.elem[i].key!=NULL_KEY) // 有数据
    Vi(i);
    printf("\n");
    for(int i=0;i<H.sizeindex;i++)
    // if(H.elem[i].key!=NULL_KEY) // 有数据
       Vi(H.elem[i].key);
    printf("\n");       
 }
void print(int p)
{
    
    
   printf("%d\t",p);
}

第二关：在采用除留余数法加线性探测法建立的哈希表中查找数据

#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#define NULL_KEY -1 // -1为无记录标志
#define SUCCESS 1
#define UNSUCCESS 0
#define DUPLICATE -1
#define N 100  // 数据元素个数
typedef int KeyType; // 设关键字域为整型
struct ElemType // 数据元素类型
{
    
    
   KeyType key;     
};
struct HashTable
{
    
    
   ElemType *elem; // 数据元素存储基址，动态分配数组
   int count; // 当前数据元素个数
   int sizeindex; // sizeindex为哈希表表长
};
// 哈希函数的基本操作函数
void InitHashTable(HashTable &H);    // 构造一个空的哈希表
void DestroyHashTable(HashTable &H);  // 哈希表H存在。操作结果：销毁哈希表H
unsigned Hash(KeyType K);    // 哈希函数
void collision(int &p,int d); // 线性探测再散列
int SearchHash(HashTable H,KeyType K,int &p,int &c);  // 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素
int InsertHash(HashTable &H,ElemType e); // 查找不成功时插入数据元素e到开放定址哈希表H中   
void TraverseHash(HashTable H,void(*Vi)(int));
void print(int p);
int Find(HashTable H,KeyType K,int &p);

 int m=0;   // 全局变量, H(key) = key % m
 int main()
 {
    
    
   ElemType r[N]={
    
    0};
   HashTable h;
   int i,p,n;
   int j;
   KeyType k;    
   InitHashTable(h);
   scanf("%d",&m); // H(key) = key % m
   scanf("%d",&n); // 数据的个数    
   for(i=0;i<n;i++)
   {
    
    
   	scanf("%d",&r[i].key);     
   }
   for(i=0;i<n;i++)
   {
    
     // 插入前N-1个记录
     j=InsertHash(h,r[i]);    
   }
   //printf("按哈希地址的顺序遍历哈希表:\n");
   TraverseHash(h,print);
   //printf("请输入待查找记录的关键字: ");
   scanf("%d",&k);
   j=Find(h,k,p);
   if(j==SUCCESS)
     {
    
    
      
       printf("查找成功：");  
       print(h.elem[p].key);
     }
     
   else
     printf("查找失败\n");   
   DestroyHashTable(h);
 }
 // 哈希函数的基本操作函数
void InitHashTable(HashTable &H)
 {
    
     // 操作结果：构造一个空的哈希表
  int i;
  H.count=0; // 当前元素个数为0  
  scanf("%d",&H.sizeindex ); // 哈希表存储容量
  H.elem=(ElemType*)malloc(H.sizeindex*sizeof(ElemType));  
  for(i=0;i<H.sizeindex;i++)
    H.elem[i].key=NULL_KEY; // 未填记录的标志
 }
void DestroyHashTable(HashTable &H)
{
    
     // 初始条件：哈希表H存在。操作结果：销毁哈希表H
   free(H.elem);
   H.elem=NULL;
   H.count=0;
   H.sizeindex=0;
 }
unsigned Hash(KeyType K)
{
    
     // 一个简单的哈希函数(m为全局变量)
  return K%m;
}
void collision(int &p,int d) // 线性探测再散列
{
    
     // 开放定址法处理冲突
  p=(p+1)%m;
 }
int SearchHash(HashTable H,KeyType K,int &p,int &c)
{
    
     // 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素，若查找成功，以p指示待查数据
  // 元素在表中位置，并返回SUCCESS；否则，以p指示插入位置，并返回UNSUCCESS
  // c用以计冲突次数，其初值置零，供建表插入时参考。
  p=Hash(K); // 求得哈希地址
  while( H.elem[p].key!=NULL_KEY && K!= H.elem[p].key )
  {
    
     // 该位置中填有记录．并且关键字不相等
    c++;
    if(c<H.sizeindex)
      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返回待查数据元素位置
  else
     return UNSUCCESS; // 查找不成功(H.elem[p].key==NULL_KEY)，p返回的是插入位置   
 }
int InsertHash(HashTable &H,ElemType e)
{
    
     // 查找不成功时插入数据元素e到开放定址哈希表H中，并返回OK；
  // 若冲突次数过大，则重建哈希表 
  int c,p;
  c=0;
  if(SearchHash(H,e.key,p,c)) // 表中已有与e有相同关键字的元素
    return DUPLICATE;
  else if(c<H.sizeindex) // 冲突次数c未达到上限，(c的阀值可调)
  {
    
     // 插入e
    H.elem[p]=e;
    ++H.count;
    return SUCCESS;
  }
  else
    return UNSUCCESS;
 }
 void TraverseHash(HashTable H,void(*Vi)(int))
 {
    
     // 按哈希地址的顺序遍历哈希表
    printf("哈希地址0～%d\n",H.sizeindex-1);
    for(int i=0;i<H.sizeindex;i++)
    // if(H.elem[i].key!=NULL_KEY) // 有数据
    Vi(i);
    printf("\n");
    for(int i=0;i<H.sizeindex;i++)
    // if(H.elem[i].key!=NULL_KEY) // 有数据
       Vi(H.elem[i].key);
    printf("\n");       
 }
void print(int p)
{
    
    
   printf("%d\t",p);
}
int Find(HashTable H,KeyType K,int &p)
{
    
     // 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素，若查找成功，以p指示待查数据
  // 元素在表中位置，并返回SUCCESS；否则，返回UNSUCCESS
  /********** Begin **********/ 
	p=Hash(K);
  int c=0;
  while(H.elem[p].key!=NULL_KEY&&H.elem[p].key!=K)
  {
    
    
    c++;
    printf("哈希地址为%d，第%d次冲突\n",p,c);
    if(c<H.sizeindex)
    {
    
    
      collision(p,c);
    }
  }
  c++;
  if(H.elem[p].key==K)
  {
    
    
    printf("哈希地址为%d，第%d次查找成功\n",p,c);
    return SUCCESS;
  }
  else
  {
    
    
    printf("哈希地址为%d，第%d次查找为空\n",p,c);
  return UNSUCCESS;
  }
  /********** End **********/
 }

第三关：采用除留余数法加链地址法建立哈希表

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 20  // 数据元素个数
typedef int KeyType; // 设关键字域为整型
struct ElemType // 数据元素类型
{
    
    
   KeyType key;     
};
typedef struct Node {
    
                     //链地址,其实这个指针就是链表
	ElemType r;
	struct Node* next;
}Node;
typedef struct {
    
    
	Node** rcd;								//（指向指针的指针）存放指针的数组
	int size;								//哈希表的容量
	int count;								//当前表中含有的记录个数	
}HashTable;

int InitHash(HashTable& H, int size);	//初始化哈希表
int DestroyHash(HashTable& H);									//销毁哈希表
Node* SearchHash(HashTable H, KeyType key);							//查找
int InsertHash(HashTable& H, ElemType e);							//插入
int DeleteHash(HashTable& H, KeyType key, ElemType& e);			//删除
void HashTraverse(HashTable H);										//遍历
unsigned Hash(KeyType K,int m);
int m,n,i,j; 
int main()
{
    
    
    HashTable h;
	KeyType k;
	ElemType r[N]={
    
    0};   
   scanf("%d",&m); // H(key) = key % m
   scanf("%d",&n); // 数据的个数  
   InitHash(h,m);  
   for(i=0;i<n;i++)
   {
    
    
   	scanf("%d",&r[i].key);     
   }
   for(i=0;i<n;i++)
   {
    
     // 插入前N-1个记录     
		InsertHash(h, r[i]);		
   }
    printf("采用链地址法得到的哈希表为：\n");   	
	HashTraverse(h);	
	DestroyHash(h);
}
unsigned Hash(KeyType K,int m)
{
    
     // 一个简单的哈希函数
  return K%m;
}

int InitHash(HashTable& H, int size)
{
    
    
	H.rcd = (Node**)malloc(size*sizeof(Node*));
	if (H.rcd != NULL)
	{
    
    
		for (int i = 0; i < size; i++)
		{
    
    		
			H.rcd[i] = NULL;			
		}
		H.size = size;		
		H.count = 0;
		return 1;
	}
	else 
	{
    
    
		return 0;
	}
}
int DestroyHash(HashTable& H)
{
    
    
	if (H.rcd != NULL)
	{
    
    
		Node* np, * nt;
		for (int i = 0; i < H.size; i++)
		{
    
    
			np = H.rcd[i];
			while (np != NULL)
			{
    
    
				nt = np;
				np = np->next;
				free(nt);
			}
		}
		H.size = 0;
		H.count = 0;
		return 1;
	}
	else
	{
    
    
		return 0;
	}
}
Node* SearchHash(HashTable H, KeyType key)
{
    
    
	/*********BEGIN*********/
	int p;
    Node* np;
    p = Hash(key,H.size);    
    np = H.rcd[p];
    while (np)
    {
    
    
        if(key == np->r.key)
                return np ;
        np = np->next;
    }
    return NULL;
	/**********END**********/
}

int InsertHash(HashTable& H, ElemType e)
{
    
     
	/*********BEGIN*********/	
	int p;
    Node* np;
    np = SearchHash(H, e.key);
    if (np == NULL)
    {
    
    
        p = Hash(e.key,H.size);
        np = (Node*)malloc(sizeof(Node));
        np->r = e;
        np->next = H.rcd[p];
        H.rcd[p] = np;
        H.count++;
        return 1;
    }
    else
    {
    
    
        return 0;
    }
}
	/**********END**********/
void HashTraverse(HashTable H)
{
    
    
	if (H.rcd != NULL)
	{
    
    
		Node* np, * nq;
		for (int i = 0; i < H.size; i++)
		{
    
    
			printf("%d:  ", i);
			if (H.rcd [i])
			{
    
    
				printf("%d  ",H.rcd [i]->r .key);
				Node* curr=H.rcd [i]->next;
				while (curr) {
    
    
                printf("-> %d  ", curr->r.key);
                curr=curr->next;
				}
				printf("\n");
			}
			else 
				printf("-\n");
		}
	}
}

第四关：在采用除留余数法加链地址法建立的哈希表中删除数据

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 20  // 数据元素个数
typedef int KeyType; // 设关键字域为整型
struct ElemType // 数据元素类型
{
    
    
   KeyType key;     
};
typedef struct Node {
    
                     //链地址,其实这个指针就是链表
    ElemType r;
    struct Node* next;
}Node;
typedef struct {
    
    
    Node** rcd;                                //（指向指针的指针）存放指针的数组
    int size;                                //哈希表的容量
    int count;                                //当前表中含有的记录个数    
}HashTable;
int InitHash(HashTable& H, int size);    //初始化哈希表
int DestroyHash(HashTable& H);                                    //销毁哈希表
Node* SearchHash(HashTable H, KeyType key);                            //查找
int InsertHash(HashTable& H, ElemType e);                            //插入
int DeleteHash(HashTable& H, KeyType key, ElemType& e);            //删除
void HashTraverse(HashTable H);                                        //遍历
unsigned Hash(KeyType K,int m);
int main()
{
    
    
    HashTable h;
    KeyType k;
    ElemType r[N]={
    
    0},e;   
    int m,n,i,j;  
   scanf("%d",&m); // H(key) = key % m
   scanf("%d",&n); // 数据的个数  
   InitHash(h,m);  
   for(i=0;i<n;i++)
   {
    
    
       scanf("%d",&r[i].key);     
   }
   for(i=0;i<n;i++)
   {
    
     // 插入前N-1个记录     
        InsertHash(h, r[i]);        
   }
    printf("采用链地址法得到的哈希表为：\n");       
    HashTraverse(h);    
   //printf("请输入要删除的整数值：\n");
   scanf("%d",&k);    
  if ( DeleteHash(h, k, e) )
   {
    
    
        printf("删除元素后哈希表为：\n");       
        HashTraverse(h);
   }
   else
        printf("删除元素失败。\n"); 
    DestroyHash(h);
}
unsigned Hash(KeyType K,int m)
{
    
     // 一个简单的哈希函数
  return K%m;
}
int InitHash(HashTable& H, int size)
{
    
    
    H.rcd = (Node**)malloc(size*sizeof(Node*));
    if (H.rcd != NULL)
    {
    
    
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
    
            
            H.rcd[i] = NULL;            
        }
        H.size = size;        
        H.count = 0;
        return 1;
    }
    else 
    {
    
    
        return 0;
    }
}
int DestroyHash(HashTable& H)
{
    
    
    if (H.rcd != NULL)
    {
    
    
        Node* np, * nt;
        for (int i = 0; i < H.size; i++)
        {
    
    
            np = H.rcd[i];
            while (np != NULL)
            {
    
    
                nt = np;
                np = np->next;
                free(nt);
            }
        }
        H.size = 0;
        H.count = 0;
        return 1;
    }
    else
    {
    
    
        return 0;
    }
}
Node* SearchHash(HashTable H, KeyType key)
{
    
    
    int p;
    Node* np;
    p = Hash(key,H.size);    
    np = H.rcd[p];
    while (np)
    {
    
    
        if(key == np->r.key)
                return np ;
        np = np->next;
    }
    return NULL;
}
int InsertHash(HashTable& H, ElemType e)
{
    
     
    int p;
   Node* np;
   np = SearchHash(H, e.key);
   if (np == NULL)
   {
    
    
       p = Hash(e.key,H.size);
       np = (Node*)malloc(sizeof(Node));
       np->r = e;
       np->next = H.rcd[p];
       H.rcd[p] = np;
       H.count++;
       return 1;
   }
   else
   {
    
    
       return 0;
   }
}
int DeleteHash(HashTable& H, KeyType key, ElemType& e)
{
    
    
   /*********BEGIN*********/    
   Node* n;
   n = SearchHash(H, key);
   if (n != NULL)
   {
    
    
       int p = Hash(key,H.size);
       Node* np, * nq;
       np = H.rcd[p];
       nq = NULL;
       while (np != NULL)
       {
    
    
           if (np->r.key != key)
           {
    
    
               nq = np;
               np = np->next;
           }
           else
           {
    
    
               e = np->r;
               if (nq == NULL)//表头
               {
    
    
                   H.rcd[p] = np->next;
               }
               else//不是表头
               {
    
    
                   nq->next = np->next;
               }
               break;
           }
       }
       H.count--;
       free(np);
       return 1;
   }
   else
   {
    
    
       return 0;
   }
   /**********END**********/
}
void HashTraverse(HashTable H)
{
    
    
    if (H.rcd != NULL)
    {
    
    
        Node* np, * nq;
        for (int i = 0; i < H.size; i++)
        {
    
    
            printf("%d:  ", i);
            if (H.rcd [i])
            {
    
    
                printf("%d  ",H.rcd [i]->r .key);
                Node* curr=H.rcd [i]->next;
                while (curr) {
    
    
                printf("-> %d  ", curr->r.key);
                curr=curr->next;
                }
                printf("\n");
            }
            else 
                printf("-\n");
        }
    }
}

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