一、实验目的
1．掌握哈希表、哈希函数与哈希冲突的概念。
2．掌握哈希表的构造方法及其计算机的表示与实现。
3．掌握哈希表查找算法的实现。
二、实验内容
1．以开放地址法中的线性探测再散列法处理冲突，实现哈希表的建立、查找和插入操作。
2．以链地址法，也叫拉链法处理冲突，实现哈希表的建立，查找和插入操作。
三、实验要求
1．以开放地址法中的线性探测再散列法处理冲突，实现哈希表的建立查找和插入操作。
（1）设哈希表长为20，用除留余数法构造一个哈希函数。
（2）输入哈希表中记录的个数n(n<=20）和各记录的关键字值，然后以开放地址法中的线性探测再散列法作为解决冲突的方法，建立一个开放地址哈希表，并输出已经建立的哈希表。
（3）输入一个待查找记录的关键字key，完成开放地址哈希表的查找操作，如果查找成功，则函数返回查找到的记录在哈希表中的位置值，否则给出查找失败的提示信息。
2．以链地址法，也叫拉链法处理冲突，实现哈希表的建立，查找和插入操作。
（1）设哈希表长为13，用除留余数法构造一个哈希函数。
（2）输入哈希表中记录的个数12和各记录的关键字序列(19,14,23, 01,68,20,84,27,55,11,10,79),然后以链地址法或叫拉链法作为解决冲突的方法，建立一个链地址哈希表,并输出已经建立的哈希表。
（3）输入一个待查找记录的关键字key，完成链地址哈希表的查找操作，如果查找成功，则函数返回查找到的记录在哈希表中的位置值，否则给出查找失败的提示信息。
四、详细程序清单
//1.哈希表_线性探测再散列
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define HASHSIZE 20//定义哈希表长
#define M 19 //定义除留余数法中的质因数
#define SUCCESS 1//查找成功
#define UNSUCCESS 0//查找失败
#define DUPLICATE -1//表中已有与e有相同关键字的元素
typedef int Keytype;
typedef struct {
Keytype key;
int other;
}Elemtype;
typedef struct {
Elemtype r[HASHSIZE];
int length;
}Hashtable;
int p;//哈希地址
int Hash(int k)//哈希函数
{
p=k%M;
return p;
}
int SearchHash(Hashtable H,Keytype K)//查找
{
p=Hash(K); //求得哈希地址
while(H.r[p].key!=NULL&&K!=H.r[p].key)
p=(p+1)%M;//线性探测再散列处理冲突
if (K==H.r[p].key) return SUCCESS;//查找成功
else return UNSUCCESS;//查找失败
}
int InsertHash(Hashtable &H,Elemtype e)//插入
{
if(SearchHash(H,e.key)==SUCCESS)
return DUPLICATE;//表中已有与e有相同关键字的元素
H.r[p].key=e.key;
++H.length;
}
void CreateHashTable(Hashtable &H,int n)//创建哈希表
{
Elemtype e;
int flag;
printf("输入各元素：");
while(n--)
{
scanf("%d",&e.key);
flag=InsertHash(H,e);
if(flag==DUPLICATE)
{
printf("有重复值，重新输入\n");
n++;
}
}
}
void Show(Hashtable H,int n)//输出哈希表
{
printf("哈希表为（*代表空值）：\n");
printf(" =============================================================\n丨");
for(int i=0;i<HASHSIZE;i++)
printf("%2d ",i);
printf("丨\n丨");
for(int i=0;i<HASHSIZE;i++)
{
if(H.r[i].key!=NULL)
printf("%2d ",H.r[i].key);
else printf(" * ");
}
printf("丨\n =============================================================\n");
}
int main()
{
int n;
Keytype e;
Hashtable H;
Elemtype x;
for(int i=0;i<HASHSIZE;i++) H.r[i].key=NULL;//初始化哈希表
printf("输入关键字个数：");
scanf("%d",&n);
CreateHashTable(H,n);
Show(H,n);
while(1)
{
printf("输入要查找的值：");
scanf("%d",&e);
if(SearchHash(H,e)) printf("查找成功，位置为%d\n",p);
else printf("查找失败\n");
printf("输入要插入的值：");
scanf("%d",&x);
InsertHash(H,x);
Show(H,n);
}
}
//2.哈希表_链地址法
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define M 13//定义除留余数法中的质因数
#define HASHSIZE 13 //定义哈希表长
typedef int Keytype;
typedef struct hnode{
Keytype key;
struct hnode *next;
}Hnode,*Hlink;//链表中的结点类型
Hlink head[HASHSIZE]; //静态数组，定义哈希表类型
int p;//哈希地址
int Hash(int k)//哈希函数
{
int p;
p=k%M;
return p;
}
void InsertHashLink(Keytype e)//插入
{
Hlink t;
int i;
t=(Hlink)malloc(sizeof(hnode));
t->key=e;
t->next=NULL;
i=Hash(e);
if(head[i]->key==NULL)
{
head[i]=t;
}
else
{
t->next=head[i];
head[i]=t;
}
}
void CreateHashLink(int n)////创建哈希表,头插法
{
Hlink t;
Keytype e;
int i;
printf("请输入元素：");
while(n--)
{
scanf("%d",&e);
InsertHashLink(e);
}
}
void Show()//输出哈希表
{
Hlink t;
for(int i=0;i<=HASHSIZE;i++)
{
t=head[i];
printf("%2d：",i);
while(t!=NULL)
{
if(t->key==NULL) break;
printf("%d->",t->key);
t=t->next;
}
printf("NULL\n");
}
}
void SearchHashLink(Keytype K)//查找
{
Hlink t;
for(int i=0;i<=HASHSIZE;i++)
{
t=head[i];
while(t!=NULL)
{
if(t->key==K)
{
printf("查找成功，位置在第head[%d]中\n",i);
return;
}
t=t->next;
}
}
printf("查找失败\n");
}
int main()
{
int n,p;
Keytype e;
for(int i=0;i<=HASHSIZE;i++)//初始化
{
head[i]=(Hlink)malloc(sizeof(hnode));
head[i]->key=NULL;
head[i]->next=NULL;
}
printf("输入关键字个数：");
scanf("%d",&n);
CreateHashLink(n);
printf("哈希链表为：\n");
Show();
while(1)
{
printf("输入要查找的值：");
scanf("%d",&e);
SearchHashLink(e);
printf("输入要插入的值：");
scanf("%d",&e);
InsertHashLink(e);
Show();
}
}
五、程序运行结果
1.哈希表_线性探测再散列
2.哈希表_链地址法
六、实验心得体会
1.用除留余数法构造哈希函数不是一个好方法，冲突次数太多。书上写的如果冲突次数大于表长一半就要重建哈希表（我没写这个）。
2.用线性探测再散列法解决冲突也不是一个很好的方法，比较次数有可能很多，在查找时会增加麻烦。
3.链地址法有点像邻接表，创建表我是用的单链表的头插法。
4.刚开始学《数据结构》的时候，觉得里面写的都是伪代码，后来逐渐觉得这就是C语言代码，比如开始不能理解为什么函数返回OK、UNSUCCESS之类的而不是返回0、1数值？为什么要先typedef int Keytype;再 Keytype key;而不是直接int key;？后来我才逐渐理解、认可这种可读性高的写法并且学习，这次就是使用的这种写法。这也许就是代码风格的提升吧。
5.我感觉我输出的哈希表还是挺直观、好看的。