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C语言实现HashMap
1.结点类型定义：
typedef struct{
int key; //键
int val; //值
}DataType; //对基本数据类型进行封装，类似泛型
typedef struct{
DataType data;
struct HashNode *next; //key冲突时，通过next指针进行连接
}HashNode;
typedef struct{
int size;
HashNode *table;
}HashMap,*hashmap;
2.HashMap基本操作：
①CreateHashMap
//f1_createHashMap
//将给定的整形数组构建为HashMap,size为数组长度
HashMap *CreateHashMap(int *nums,int size){
//分配内存空间
HashMap *hashmap=(HashMap*)malloc(sizeof(HashMap));
hashmap->size=2*size;
//hash表分配空间
hashmap->table=(HashNode *)malloc(sizeof(HashNode)*hashmap->size);
//初始化
int j=0;
for(j=0;j<hashmap->size;j++){
hashmap->table[j].data.val=INT_MIN;
hashmap->table[j].next=NULL;
}
int i=0;
//建立HashMap
while(i<size){
//根据数组元素的值计算其在hashMap中的位置
int pos=abs(nums[i])%hashmap->size;
//判断是否冲突
if(hashmap->table[pos].data.val==INT_MIN){
//不冲突
//把元素在数组中的索引作为key
hashmap->table[pos].data.key=i;
//把元素值作为value
hashmap->table[pos].data.val=nums[i];
}
//冲突
else{
//给当前元素分配一个结点，并为结点复制
HashNode *lnode=(HashNode*)malloc(sizeof(HashNode)),*hashnode;
lnode->data.key=i;
lnode->data.val=nums[i];
lnode->next=NULL;
//从冲突位置开始，遍历链表
hashnode=&(hashmap->table[pos]);
while(hashnode->next!=NULL){
hashnode=hashnode->next;
}
//将当前结点连接到链表尾部
hashnode->next=lnode;
}
//处理下一个元素
i++;
}
//处理完成，返回HashMap
return hashmap;
}
对于hashmap->size=2*size; hashmap中table的长度为什么是给定数组长度的2倍？这涉及到hash表的装填因子，详细可以参考严蔚敏《数据结构》中第九章查找的哈希表章节，这里做简单介绍：
哈希的装填因子:
装填因子是表示Hsah表中元素的填满的程度。加载因子越大,填满的元素越多,空间利用率提高,但冲突的机会加大了。反之,加载因子越小,填满的元素越少,冲突的机会减小了,但空间浪费多了。冲突的机会越大,则查找的成本越高。反之,查找的成本越小.因而,查找时间就越小.因此,必须在 "冲突的机会"与"空间利用率"之间寻找一种平衡。
②Get
//f2_GetHashNode
int Get(HashMap hashmap，int value){
//根据元素值，计算其位置
int pos=abs(key)%hashmap.size;
HashNode *pointer=&(hashmap.table[pos]);
//在当前链表遍历查找该结点
while(pointer!=NULL){
if(pointer->data.value==value)
return pointer->data.key;
else
pointer=pointer->next;
}
//未找到，返回-1
return -1;
}
③Put
//f3_Put，与建立HashMap时插入元素的方法相同
int Put(HashMap hashmap,int key,int value){
int pos=abs(value)%hashmap.size;
HashNode *pointer=&(hashmap.table[pos]);
if(pointer->data.val==INT_MIN)
{
pointer->data.val=value;
pointer->data.key=key;
}
else{
while(pointer->next!=NULL)
pointer=pointer->next;
HashNode *hnode=(HashNode *)malloc(sizeof(HashNode));
hnode->data.key=key;
hnode->data.val=value;
hnode->next=NULL;
pointer->next=hnode;
}
return 1;
}
④PrintHashMap
//f4_PrintHashMap
void PrintHashMap(HashMap* hashmap){
printf("%===========PrintHashMap==========\n");
int i=0;
HashNode *pointer;
while(i<hashmap->size){
pointer=&(hashmap->table[i]);
while(pointer!=NULL){
if(pointer->data.val!=INT_MIN)
printf("%10d",pointer->data.val);
else
printf(" [ ]");
pointer=pointer->next;
}
printf("\n---------------------------------");
i++;
printf("\n");
}
printf("===============End===============\n");
}
⑤DestoryHashMap
//f5_DestoryHashMap
void DestoryHashMap(HashMap *hashmap){
int i=0;
HashNode *hpointer;
while(i<hashmap->size){
hpointer=hashmap->table[i].next;
while(hpointer!=NULL){
hashmap->table[i].next=hpointer->next;
//逐个释放结点空间，防止内存溢出
free(hpointer);
hpointer=hashmap->table[i].next;
}
//换至下一个结点
i++;
}
free(hashmap->table);
free(hashmap);
printf("Destory hashmap Success!");
}
3.运行示例
主函数如下：
int main(int argc, char **argv)
{
int nums[]={34,54,32,32,56,78};
//创建HashMap
HashMap *hashmap=CreateHashMap(nums,6);
PrintHashMap(hashmap);
//查找元素
printf("%d\n",Get(*hashmap,78));
DestoryHashMap(hashmap);
getchar();
return 0;
}
运行结果：
