数据结构之哈希表设计
1．实验题目
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。
2．需求分析
本次实习旨在集中对几个专门的问题作较为深入的探讨和理解，也强调对某些特定的编程技术的训练。
①输入的形式和输入值的范围：根据提示输入d进行排序操作。
②输出的形式：输出排序的哈希表及平均查找长度。
③程序所能达到的功能：图的创建、遍历、插入、删除、最短路径
④测试数据：取读者周围较熟悉的 30 个人名。
3．概要设计
1）为了实现上述程序功能，需要定义哈希表的抽象数据类型：
1 typedef struct
2
3 { char *py;
4
5 int k;
6
7 }NAME; //名字拼音及列表
8
9 NAME NameList[HASH_LENGTH];
10
11 typedef struct //哈希表
12
13 { char *py;
14
15 int k;
16
17 int si;
18
19 }HASH;2）本程序包含 5 个函数：
主函数main()
②名字初始化函数 InitNameList()
③建立哈希表函数CreateHashList()
④查找函数 FindList()
⑤显示哈希表函数 Display()
4．详细设计
实现概要设计中定义的所有的数据类型，对每个操作给出伪码算法。对主程序和其他模 块也都需要写出伪码算法。
1) 结点类型和指针类型
1 typedef struct
2
3 { char *py;
4
5 int k;
6
7 }NAME; //名字拼音及列表
8
9 NAME NameList[HASH_LENGTH];
10
11 typedef struct //哈希表
12
13 { char *py;
14
15 int k;
16
17 int si;
18
19 }HASH;
20
21 HASH HashList[HASH_LENGTH];
2）其他模块伪码算法
主函数main()
{利用子函数实现哈希表的显示和查找。}
名字初始化函数 InitNameList()
{利用for函数实现名字列表的初始化。}
建立哈希表函数CreateHashList()
{创建哈希表，利用for循环给HashList[]各参数赋初值}
查找函数 FindList()
{使用哈希函数，利用姓名拼音对应的关键字，使用if语句，
进行判断，若有记录则输出姓名，关键字和查找长度；
若无，则输出无此记录。}
显示哈希表函数 Display()
{利用for循环实现哈希表的显示，在用平均数的方法计算平均查找长度。}
5．调试分析
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。
6．使用说明
程序执行后显示： d:显示哈希表 f:查找 请选择：
按照提示键入即可。
7．测试结果
8．附代码
1 // 实验五.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
2 //
3
4 #include "stdafx.h"
5
6 #include<iostream>
7 #include<string>
8 using namespace std;
9 #define HASH_LENGTH 50 //事先定义哈希表的长度
10 #define M 47 //选取随机数
11 #define NAME_NO 30 //定义人名的个数
12
13 typedef struct NAME
14 { char *py; //名字的拼音
15 int k; //拼音所对应的整数
16 }NAME;
17
18 NAME NameList[HASH_LENGTH]; //全局变量NAME
19
20 typedef struct //构造哈希表
21 { char *py; //名字的拼音
22 int k; //拼音所对应的整数
23 int si; //查找长度
24 }HASH;
25
26 HASH HashList[HASH_LENGTH]; //全局变量HASH
27
28 void InitNameList() //初始化姓名（结构体数组）
29 { char *f;
30 int r,s0,i;
31 for (i=0; i<HASH_LENGTH; i++)
32 {
33 NameList[i].py = new char[64];
34 NameList[i].py[0] = 0;
35 }
36 strcpy(NameList[0].py, "zhangsan");
37 strcpy(NameList[1].py, "lisi");
38 strcpy(NameList[2].py, "liang");
39 strcpy(NameList[3].py, "lala");
40 strcpy(NameList[4].py, "youyou");
41 strcpy(NameList[5].py, "zhaolala");
42 strcpy(NameList[6].py, "suner");
43 strcpy(NameList[7].py, "zhouzhou");
44 strcpy(NameList[8].py, "tangtag");
45 strcpy(NameList[9].py, "qiuqiu");
46 strcpy(NameList[10].py, "lai");
47 strcpy(NameList[11].py, "ye");
48 strcpy(NameList[12].py, "dai");
49 strcpy(NameList[13].py, "linjiajia");
50 strcpy(NameList[14].py, "shang");
51 strcpy(NameList[15].py, "yangyang");
52 strcpy(NameList[16].py, "duoduo");
53 strcpy(NameList[17].py, "xihua");
54 strcpy(NameList[18].py, "luehh");
55 strcpy(NameList[19].py, "nkjhi");
56 strcpy(NameList[20].py, "chenwei");
57 strcpy(NameList[21].py, "jyuj");
58 strcpy(NameList[22].py, "jgjjh");
59 strcpy(NameList[23].py, "djtryu");
60 strcpy(NameList[24].py, "shrt");
61 strcpy(NameList[25].py, "dejeyy");
62 strcpy(NameList[26].py, "sntr");
63 strcpy(NameList[27].py, "mkyjyu");
64 strcpy(NameList[28].py, "dtur");
65 strcpy(NameList[29].py, "ruj");
66
67 for(i=0;i<NAME_NO;i++)
68 {
69 s0=0;
70 f=NameList[i].py;
71 for(r=0;*(f+r)!='\0';r++)
72 //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
73 s0=*(f+r)+s0;
74 NameList[i].k=s0;
75
76 }
77 }
78 void CreateHashList() //建立哈希表
79 {
80 int i;
81 for(i=0; i<HASH_LENGTH;i++)
82 {
83 HashList[i].py=new char[64];
84 HashList[i].py[0] = 0;
85 HashList[i].k=0;
86 HashList[i].si=0;
87 }
88 for(i=0;i<HASH_LENGTH;i++)
89 {
90 int sum=0;
91 int adr=(NameList[i].k)%M;
92 //哈希函数
93 int d=adr;
94 if(HashList[adr].si==0) //不冲突
95 {
96 HashList[adr].k=NameList[i].k;
97 HashList[adr].py=NameList[i].py;
98 HashList[adr].si=1;
99 }
100 else //冲突
101 {
102 while (HashList[d].k!=0)
103 {
104 d=(d+NameList[i].k%10+1)%M; //伪随机探测再散列法处理冲突
105 sum=sum+1; //查找次数加1
106 };
107 HashList[d].k=NameList[i].k;
108 HashList[d].py=NameList[i].py;
109 HashList[d].si=sum+1;
110 }
111 }
112 }
113 void FindList() //查找
114 {
115 string name;
116 int s0=0,r,sum=1,adr,d;
117 cout<<"请输入姓名的拼音:"<<endl;
118 cin>>name;;
119 for(r=0;r<20;r++) //求出姓名的拼音所对应的整数(关键字)
120 s0+=name[r];
121 adr=s0%M; //使用哈希函数
122 d=adr;
123 if(HashList[d].k==s0) //分情况进行判断
124 cout<<"姓名:"<<HashList[d].py<<" "<<"关键字:"<<s0<<" "<<"查找长度为: 1"<<endl;
125 else if (HashList[d].k==0)
126 cout<<"无此记录!"<<endl;
127 else
128 {
129 int g=0;
130 while(g==0)
131 {
132 d=(d+s0%10+1)%M; //伪随机探测再散列法处理冲突
133 sum=sum+1;
134 if(HashList[d].k==0)
135 {
136 cout<<"无此记录!"<<endl;
137 g=1;
138 }
139 if(HashList[d].k==s0)
140 {
141 cout<<"姓名:"<<HashList[d].py<<" "<<"关键字:"<<s0<<" "<<"查找长度为:"<<sum<<endl;
142 g=1;
143 }
144 };
145 } ;
146 }
147 void Display() // 显示哈希表
148 {
149 int i;
150 float average=0;
151
152 cout<<"\n地址\t关键字\t\t搜索长度\tH(key)\t 姓名\n"; //显示的格式
153 for(i=0; i<50; i++)
154 {
155 cout<<i<<" ";
156 cout<<"\t"<<HashList[i].k<<" ";
157 cout<<"\t\t"<<HashList[i].si<<" ";
158 cout<<"\t\t"<<(HashList[i].k%M)<<" ";
159 cout<<"\t "<<HashList[i].py<<" ";
160 cout<<"\n";
161 }
162 for(i=0;i<HASH_LENGTH;i++)
163 average+=HashList[i].si;
164 average/=NAME_NO;
165 cout<<"平均查找长度：ASL("<<NAME_NO<<")="<<average<<endl;
166
167 }
168 int main()
169 {
170 char x;
171 InitNameList();
172 CreateHashList ();
173 cout<<"***************************************************************"<<endl;
174 cout<<" d:显示哈希表 "<<endl;
175 cout<<" f:查找 "<<endl;
176 cout<<" 请选择： "<<endl;
177 cout<<"**************************************************************"<<endl;
178 while(cin>>x)
179 {
180 if(x=='d')
181 {
182 Display();
183 cout<<endl;
184 }
185 else if(x=='f')
186 {
187 FindList();
188 cout<<endl;
189 }
190 else break;
191 }
192 for (int i=0; i<HASH_LENGTH; i++)
193 {
194 free(NameList[i].py);
195 free(HashList[i].py);
196 }
197 return 0;
198 }View Code
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