hash表

转自:http://hi.baidu.com/wicked_boy/blog/item/bf3f04fc21134e87b901a040.html

#include<string.h>
#include<ctype.h>
#include<malloc.h>
#include<limits.h>
#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h>
#include<math.h>

#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define SUCCESS 1
#define UNSUCCESS 0
#define DUPLICATE -1
#define NULLKEY 0 // 0为无记录标志
#define N 10 // 数据元素个数
#define EQ(a,b) ((a)==(b))
#define LT(a,b) ((a)<(b))
#define LQ(a,b) ((a)<=(b))
typedef int Status; // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等
typedef int Boolean; // Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE
typedef int KeyType; // 设关键字域为整型

struct ElemType // 数据元素类型
{
	KeyType key;
	int ord;
};

int hashsize[]={11,19,29,37}; // 哈希表容量递增表，一个合适的素数序列
int m=0; // 哈希表表长，全局变量

struct HashTable
{
	ElemType *elem; // 数据元素存储基址，动态分配数组
	int count; // 当前数据元素个数
	int sizeindex; // hashsize[sizeindex]为当前容量
};

Status InitHashTable(HashTable &H)// 操作结果: 构造一个空的哈希表
{ 
	int i;
	H.count=0; // 当前元素个数为0
	H.sizeindex=0; // 初始存储容量为hashsize[0]
	m=hashsize[0];
	H.elem=(ElemType*)malloc(m*sizeof(ElemType));
	if(!H.elem)
		exit(OVERFLOW); // 存储分配失败
	for(i=0;i<m;i++)
		H.elem[i].key=NULLKEY; // 未填记录的标志
	return OK;
}

void DestroyHashTable(HashTable &H)// 初始条件: 哈希表H存在。操作结果: 销毁哈希表H
{ 
	free(H.elem);
	H.elem=NULL;
	H.count=0;
	H.sizeindex=0;
}

unsigned Hash(KeyType K)// 一个简单的哈希函数(m为表长，全局变量)
{ 
	return K%m;
}

void collision(int &p,int d) // 线性探测再散列
{ 
	p = (p + d) % m;// 开放定址法处理冲突
}

Status SearchHash(HashTable H,KeyType K,int &p,int &c)// 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素,若查找成功,以p指示待查数据
{ 
	p=Hash(K); // 求得哈希地址
	while(H.elem[p].key!=NULLKEY&&!EQ(K,H.elem[p].key))
	{ // 该位置中填有记录．并且关键字不相等
		c++;
		if(c<m)
			collision(p,c); // 求得下一探查地址p
		else
			break;
	}
	if EQ(K,H.elem[p].key)
		return SUCCESS; // 查找成功，p返回待查数据元素位置
	else
		return UNSUCCESS; // 查找不成功(H.elem[p].key==NULLKEY)，p返回的是插入位置
}

Status InsertHash(HashTable &,ElemType); // 对函数的声明

void RecreateHashTable(HashTable &H) // 重建哈希表
{
	int i,count=H.count;
	ElemType *p,*elem=(ElemType*)malloc(count*sizeof(ElemType));
	p=elem;
	printf("重建哈希表\n");
	for(i=0;i<m;i++) // 保存原有的数据到elem中
		if((H.elem+i)->key!=NULLKEY) // 该单元有数据
			*p++=*(H.elem+i);
	H.count=0;
	H.sizeindex++; // 增大存储容量
	m=hashsize[H.sizeindex];
	p=(ElemType*)realloc(H.elem,m*sizeof(ElemType));
	if(!p)
		exit(OVERFLOW); // 存储分配失败
	H.elem=p;
	for(i=0;i<m;i++)
		H.elem[i].key=NULLKEY; // 未填记录的标志(初始化)
	for(p=elem;p<elem+count;p++) // 将原有的数据按照新的表长插入到重建的哈希表中
		InsertHash(H,*p);
}

Status InsertHash(HashTable &H,ElemType e)// 查找不成功时插入数据元素e到开放定址哈希表H中，并返回OK；
{
	int c,p;
	c=0;
	if(SearchHash(H,e.key,p,c)) // 表中已有与e有相同关键字的元素
		return DUPLICATE;
	else if(c<hashsize[H.sizeindex]/2) // 冲突次数c未达到上限,(c的阀值可调)
	{ // 插入e
		H.elem[p]=e;
		++H.count;
		return OK;
	}
	else
		RecreateHashTable(H); // 重建哈希表
	return ERROR;
}

void TraverseHash(HashTable H,void(*Vi)(int,ElemType))// 按哈希地址的顺序遍历哈希表
{ 
	printf("哈希地址0～%d\n",m-1);
	for(int i=0;i<m;i++)
		if(H.elem[i].key!=NULLKEY) // 有数据
			Vi(i,H.elem[i]);
}

Status Find(HashTable H,KeyType K,int &p)// 在开放定址哈希表H中查找关键码为K的元素,若查找成功,以p指示待查数据
{
	int c=0;
	p=Hash(K); // 求得哈希地址
	while(H.elem[p].key!=NULLKEY&&!EQ(K,H.elem[p].key))// 该位置中填有记录．并且关键字不相等
	{
		c++;
		if(c<m)
			collision(p,c); // 求得下一探查地址p
		else
			return UNSUCCESS; // 查找不成功(H.elem[p].key==NULLKEY)
	}
	if EQ(K,H.elem[p].key)
		return SUCCESS; // 查找成功，p返回待查数据元素位置
	else
		return UNSUCCESS; // 查找不成功(H.elem[p].key==NULLKEY)
}


void print(int p,ElemType r)//输出
{
	printf("address=%d (%d,%d)\n",p,r.key,r.ord);
}

void main()
{
	ElemType r[N]={{17,1},{60,2},{29,3},{38,4},{1,5},{2,6},{3,7},{4,8},{60,9},{13,10}};
	HashTable h;
	int i,p;
	Status j;
	KeyType k;
	InitHashTable(h);
	for(i=0;i<N-1;i++)// 插入前N-1个记录
	{ 
		j=InsertHash(h,r[i]);
		if(j==DUPLICATE)
			printf("表中已有关键字为%d的记录，无法再插入记录(%d,%d)\n",r[i].key,r[i].key,r[i].ord);
	}
	printf("按哈希地址的顺序遍历哈希表:\n");
	TraverseHash(h,print);
	printf("请输入待查找记录的关键字: ");
	scanf("%d",&k);
	j=Find(h,k,p);
	if(j==SUCCESS)
		print(p,h.elem[p]);
	else
		printf("没找到\n\n");
	j=InsertHash(h,r[i]); // 插入第N个记录
	if(j==ERROR) // 重建哈希表
		j=InsertHash(h,r[i]); // 重建哈希表后重新插入
	printf("按哈希地址的顺序遍历重建后的哈希表:\n");
	TraverseHash(h,print);
	printf("请输入待查找记录的关键字: ");
	scanf("%d",&k);
	j=Find(h,k,p);
	if(j==SUCCESS)
		print(p,h.elem[p]);
	else
		printf("没找到\n");
	DestroyHashTable(h);
}