数据结构 人名查询哈希表设计

问题描述

针对某个集体中人名设计一个哈希表，使得平均查找长度不超过R，并完成相应的建表和查表程序。

基本要求

假设人名为中国人姓名的汉语拼音形式。待填入哈希表的人名共有30个，取平均查找长度的上限为2。哈希函数用除留余数法构造，用线性探测再散列法或链地址法处理冲突。

测试数据

取读者周围较熟悉的30个人名。

选作内容

（1） 从教科书上介绍的集中哈希函数构造方法中选出适用者并设计几个不同的哈希函数，比较他们的地址冲突率（可以用更大的名字集合作实验）。
（2） 研究这30个人名的特点，努力找一个哈希函数，使得对于不同的拼音名一定不发生地址冲突。
（3） 在哈希函数确定的前提下尝试各种不同处理冲突的方法，考察平均查找长度的变化和造好的哈希表中关键字的聚集性。

源码

代码在VS中运行会出错，建议在VC或CB中编译

#include<stdio.h>
#include<time.h>//time用到的头文件
#include<stdlib.h>//随机数srand用到的头文件
#include<ctype.h>//toascii()用到的头文件
#include<string.h>//查找姓名时比较字符串用的头文件
#define HASH_LEN 50//哈希表的长度
#define P 47//小于哈希表长度的P
#define NAME_LEN 30//姓名表的长度

typedef struct//姓名表
{
    char *key;    //名字的拼音
    int m;       //拼音所对应的ASCII和
}NAME;

typedef struct//哈希表
{
    char *key;   //名字的拼音
    int m;      //拼音所对应的ASCII总和，即关键字
    int si;     //查找长度
}HASH;

NAME Name[HASH_LEN];        //全局定义姓名表,最大长度为50
HASH Hash[HASH_LEN];        //全局定义哈希表，最大长度为50
int d[30],i,j;    //全局定义随机数,循环用的i、j

void InitName()
{//姓名表的初始化
    Name[0].key="lvsongxian";
    Name[1].key="yuanlei";
    Name[2].key="daiziwen";
    Name[3].key="chenyonghui";
    Name[4].key="zhangliang";
    Name[5].key="liubei";
    Name[6].key="sunshangxiang";
    Name[7].key="liyuanfang";
    Name[8].key="huge";
    Name[9].key="liuyifei";
    Name[10].key="anyixuan";
    Name[11].key="wangbaoqiang";
    Name[12].key="yangyiming";
    Name[13].key="hujing";
    Name[14].key="guowen";
    Name[15].key="xuyang";
    Name[16].key="lilu";
    Name[17].key="shenjinfeng";
    Name[18].key="xuhui";
    Name[19].key="huangjing";
    Name[20].key="guanyu";
    Name[21].key="chenlong";
    Name[22].key="huangliang";
    Name[23].key="liyan";
    Name[24].key="haojian";
    Name[25].key="zhangfei";
    Name[26].key="shuxiang";
    Name[27].key="sunyingjie";
    Name[28].key="wangbo";
    Name[29].key="zhaoqing";
for (i=0;i<NAME_LEN;i++)    //将字符串的各个字符所对应的ASCII码相加，所得的整数做为哈希表的关键字
{
    int s=0;
        char *p=Name[i].key;
    for (j=0;*(p+j)!='\0';j++)
        s+=toascii(*(p+j));
        Name[i].m=s;
}
}

void CreateHash()
{//建立哈希表
       for(i=0;i<HASH_LEN;i++) //清空哈希表，未经此操作将储存空数据
       {
              Hash[i].key="\0";
              Hash[i].m =0;
              Hash[i].si=0;
       }
       for(i=0;i<NAME_LEN;i++)
       {
              int sum=1,j=0,t;
              int adr=(Name[i].m)%P;  //除留余数法H(key)=key%P，除数为P=47
              if(Hash[adr].si==0)     //如果不冲突，将姓名表赋值给哈希表
              {
                     Hash[adr].m =Name[i].m;
                     Hash[adr].key=Name[i].key;
                     Hash[adr].si=1;
              }
              else                         //如果冲突
              {
                  t=adr;        //线性探测法处理冲突
                 for(;Hash[adr].si!=0&&adr<HASH_LEN;adr++)//从冲突下一个位置开始探测
                     {
                            sum=sum+1;//每次查找，查找次数+1
                            if(adr==HASH_LEN-1)//如果找到最后一个仍然没有位置
                            {
                                for(;Hash[adr].si!=0&&adr<t;adr++)//从第一个开始探测
                                 sum=sum+1;//每次查找，查找次数+1
                                 if(adr==t) printf("哈希表已满\n");//如果找到上次的位置仍然没有，则输出哈希表已满
                            }
                     }
                     Hash[adr].m =Name[i].m;  //将姓名表复制给哈希表对应的位置上
                     Hash[adr].key=Name[i].key;
                     Hash[adr].si=sum;
              }
       }
}

void DisplayName()//显示姓名表
{
       printf("\n地址 \t\t 姓名 \t\t 关键字\n");
       for (i=0;i<NAME_LEN;i++)
       printf("%2d %18s \t\t  %d  \n",i,Name[i].key,Name[i].m);
}

void DisplayHash()// 显示哈希表
{
       float asl=0.0;
       printf("\n\n 地址 \t\t 姓名 \t\t 关键字 \t 搜索长度\n"); //显示的格式
       for (i=0;i<HASH_LEN;i++)
       {
              printf("%2d %18s \t\t  %d \t\t  %d\n",i,Hash[i].key,Hash[i].m,Hash[i].si);
              asl+=Hash[i].si;
       }
       asl/=NAME_LEN;//求得ASL
       printf("\n\n平均查找长度：ASL(%d)=%f \n",NAME_LEN,asl);
}

void FindName()//查找
{
    char name[20]={0};
    int s=0,sum=1,adr;
    printf("\n请输入想要查找的姓名的拼音:");
    scanf("%s",name);
    getchar();
    for (j=0;j<20;j++)//求出姓名的拼音所对应的ASCII作为关键字
        s+=toascii(name[j]);
    adr=s%P;           //除留余数法
    j=0;
    if(Hash[adr].m==s&&!strcmp(Hash[adr].key,name)) //分3种情况进行判断，并输出查找结果
        printf("\n姓名:%s   关键字:%d   地址:%d   查找长度为: 1\n",Hash[adr].key,s,adr);
    else if (Hash[adr].m==0)
        printf("\n没有想要查找的人!\n");
    else
       {
            while(1)
              {
                  adr=(adr+d[j++])%HASH_LEN;//伪随机探测再散列法处理冲突
                  sum=sum+1;                //查找次数加1
                  if(Hash[adr].m==0)
                     {
                        printf("\n没有想要查找的人!\n");
                        break;
                     }
                     if(Hash[adr].m==s&&!strcmp(Hash[adr].key,name))
                     {
                        printf("\n姓名:%s   关键字:%d   地址:%d   查找长度为:%d\n",Hash[adr].key,adr,s,sum);
                        break;
                     }
              }
       }
}

void view()//交互界面
{
     printf("=======================================================\n");
    printf("=                                                     =\n");
    printf("=                   人名哈希表                        =\n");
    printf("=                                                     =\n");
    printf("=  A: 打印姓名表                 B: 打印哈希表        =\n");
    printf("=                                                     =\n");
    printf("=  C: 查找                       D: 退出程序          =\n");
    printf("=                                                     =\n");
    printf("=======================================================\n");
}

int main()//主函数
{
    char c;
    int a=1;
    srand((int)time(0));//以当前时间对应的int值为随机序列起点，每次运行程序由于起点不同可以得到不同的随机数序列
    for(i=0;i<30;i++)//用随机函数求得伪随机数列d[i]（在1到50之间）
        d[i]=1+(int)(HASH_LEN*rand()/(RAND_MAX+1.0));
    InitName();//调用初始化姓名表函数
    CreateHash();//调用创建哈希表函数
    view();//调用交互界面函数
    while(a)
    {
       printf("\n输入选项:");
       scanf("%c",&c);
       getchar();
       switch(c)//根据选择进行判断，直到选择退出时才可以退出
       {
           case 'A':
           case 'a': DisplayName(); break;//打印姓名表
           case 'B':
           case 'b': DisplayHash(); break;//打印哈希表
           case 'C':
           case 'c': FindName(); break;//调用查找函数
           case 'D':
           case 'd': a=0; break;//退出循环，终止程序
           default: printf("\n请输入正确的选择!\n"); break;
       }
    }
    return 0;
}