文章目录
- 1. 引言
- 2. 实验原理
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- 2.1 散列表
- 2.2 线性探测法
- 3. 实验内容
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- 3.1 实验题目
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- （一）输入要求
- （二）输出要求
- 3.2 算法实现
- 三、实验设计
- 3.3 代码整合
- 4. 实验结果
1. 引言
本实验将通过C语言实现基于线性探测法的散列表
2. 实验原理
2.1 散列表
散列表（Hash Table）是一种常用的数据结构，用于快速存储和查找数据。在散列表中，通过散列函数将关键字映射到一个索引位置，然后将数据存储在该位置上。然而，由于不同的关键字可能映射到相同的索引位置，就会发生散列冲突。线性探测法是一种解决冲突的方法，它在发生冲突时，顺序地检查下一个位置，直到找到一个空闲的位置或者遍历完整个散列表。
2.2 线性探测法
基于线性探测法的散列表查找是一种解决散列冲突（Hash Collision）的方法之一。具体的线性探测法查找过程如下：
- 根据关键字计算散列值，得到初始的索引位置。
- 如果该位置为空，表示没有发生冲突，查找失败，返回结果。
- 如果该位置不为空，比较关键字是否匹配，如果匹配，则查找成功，返回结果。
- 如果不匹配，则继续检查下一个位置（通过线性探测法的方式，即加1），直到找到一个空闲位置或者遍历完整个散列表。
- 如果找到空闲位置，表示查找失败，返回结果。
- 如果遍历完整个散列表，表示查找失败，返回结果。
需要注意的是，线性探测法可能会导致聚集（Clustering）现象，即相邻的位置都被占用，导致查找效率下降。为了解决这个问题，可以采用其他的解决冲突方法，如链表法（Chaining）或二次探测法（Quadratic Probing）。
3. 实验内容
3.1 实验题目
编写算法构造教材图 8.47 的拉链表，输出散列表每个槽对应的单链表，并编程计算查找成功时的平均查找长度。
（一）输入要求
char *A[30]={
"THE","OF","AND","TO","A",
"IN","THAT","IS","WAS","HE",
"FOR","IT","WITH","AS","HIS",
"ON","BE","AT","BY","I",
"THIS","HAD","NOT","ARE","BUT",
"FROM","OR","HAVE","AN","THEY",
};
- 散列函数自选。
（二）输出要求
- 输出散列表，空位输出“NULL”；
- 编程计算并输出查找成功时的平均查找长度。
3.2 算法实现
三、实验设计
-
散列表数组：
char *TABLE[31] = { "\0" };数组
TABLE，包含 31 个元素，每个元素是一个字符串指针。 -
插入函数
L：void L(char *TABLE[31], char *K, int M) { int i = B[N]; while (TABLE[i]) { sum++; if (strcmp(TABLE[i], K) == 0) return; i = (i + 1) % M; } if (N < M - 1) { TABLE[i] = K; N++; return; } return; }插入函数
L用于在散列表中插入数据。当发生冲突时，使用线性探测法沿着数组查找下一个可用的位置。 -
主函数：
int main(){ char *A[30] = { /* ... */ }; char *TABLE[31] = { "\0" }; int i; for (i = 0; i < 30; i++){ L(TABLE, A[i], 31); } for (i = 0; i < 31; i++){ if (TABLE[i]) printf("%d:%s\n", i, TABLE[i]); else printf("%d:NULL\n", i); } N = 0; sum = 0; for (i = 0; i < 30; i++){ L(TABLE, A[i], 31); N++; } printf("\n平均查找长度为%f", (float)sum / 30); }
3.3 代码整合
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int B[31]={
25,9,11,27,1,7,9,26,5,13,
27,29,2,18,18,1,7,21,27,9,
6,13,21,22,3,22,29,26,15,0
};
int sum=0,N=0;
void L(char *TABLE[31],char *K,int M)
{
int i=B[N];
while(TABLE[i])
{
sum++;
if(TABLE[i]==K) return;
i=(i+1)%M;
}
if(N<M-1)
{
TABLE[i]=K;
N++;
return;
}
return;
}
int main(){
char *A[30]={
"THE","OF","AND","TO","A",
"IN","THAT","IS","WAS","HE",
"FOR","IT","WITH","AS","HIS",
"ON","BE","AT","BY","I",
"THIS","HAD","NOT","ARE","BUT",
"FROM","OR","HAVE","AN","THEY",
};
char *TABLE[31]={
"\0"};
int i;
for(i=0;i<30;i++){
L(TABLE,A[i],31);
}
for(i=0;i<31;i++){
if(TABLE[i])
printf("%d:%s\n",i,TABLE[i]);
else
printf("%d:NULL\n",i);
}
N=0;
sum=0;
for(i=0;i<30;i++){
L(TABLE,A[i],31);
N++;
}
printf("\n平均查找长度为%f",(float)sum/30);
}
4. 实验结果
中序遍历:
0:
1:A
2:WITH
3:ON
4:BUT
5:WAS
6:THIS
7:IN
8:BE
9:OF
10:THAT
11:AND
12:I
13:HE
14:HAD
15:OR
16:HAVE
17:AN
18:AS
19:HIS
20:THEY
21:AT
22:NOT
23:ARE
24:FROM
25:THE
26:IS
27:TO
28:FOR
29:IT
30:BY
平均查找长度为3.600000