Hash表的建立和查找
Hash表的建立和查找
摘要：本人设计的是一个关于Hash表的建立于查找系统，其主要功能是，用户可以手工
输入Hash表元素的个数和各个元素的数据内容后，系统便相应地建立一个Hash表，当输入错误时，系统会现实输入错误，并提示重新输入；对已建立的Hash表可进行多次查找，系统输出查找到的信息，用户可以按提示信息退出系统。Hash表采用结构体数组进行存储，Hash函数由除留余数法建立，冲突的解决采用线性探针。
关键字：Hash表，结构体数组，除留余数法，线性探测
0.引言
随着时代的进步，科技的发展，信息时代已经来临，在这样的时代背景之下，人们迫切需要要对信息进行存储和查找，而数据结构成为了信息技术中极为重要的一门学科，发挥着关键作用。信息资料之多﹑之杂﹑之广，使如何存储和高效查找信息成为了一个很严肃的问题。本次课程设计中，我设计了一个小程序对用户输入的数据利用Hash表进行存储。存储完成后，用户可利用Hash表查找数据，速度十分快，可多次查找，也可按提示信息退出。
1.需求分析
此哈希表的建立与查找，主要可以实现以下功能：
1.1哈希表的建立
建立哈希函数，根据用户输入的数据元素个数和各元素的值建立哈希表，即数据的添加与存储。如果输入的元素个数不在规定的范围内，系统输出相应的输入错误信息，并提示重新输入数据个数。
1.2 哈希表的查找
哈希表建立好之后，用户输入想要查找的值，屏幕会显示相应的信息。如果这个值存在，屏幕显示该值信息；如果不存在，则显示该值不存在；如果想退出系统，则按提示输入命令。
2.数据结构设计
2.1 定义结构体
typedef struct hashtable
{
int key; //定义关键字
int cn; //定义查找次数
}; //定义哈希表类型
2.2 定义结构体数组
hashtable h[20]; //定义哈希表的空间
3.算法设计
3.1 哈希函数
该函数利用除留余数法实现“哈希函数”
const int m=19; //不大于表长的最大质素
int hash (int key)
{ //哈希函数
return key%m; //除留余数法
}
3.2 信息查找函数
int Serch_hash(hashtable h[],int key)
{//哈希表查找函数
int d,i,d1;
i=0;
d1=hash(key);
d=hash(key); //求哈希地址
h[d].cn=0; //定义查找次数
while((h[d].key!=key)&&(i<20))
{//元素位置冲突时，进行线性探测
i++ ; //寻求下一个单元
h[d].cn++; //求找次数加1
d=(d1+i)%m; //线性探测记录的插入位置}
if(h[d].cn>=20)
{//hash表已满，插入失败，返回unsuccess
cout<<"the hashtable is full!"< return(unsuccess); } return(d); //若h[d]的关键字等于key说明查找成功}//Serch_hush 3.3 数据输入函数 int Insert_hash(hashtable h[20],int key) {//hash插入函数,插入成功返回success，插入不成功返回unsuccess //查找不成功时，将给定关键字key插入到哈希表中 int d; d= Serch_hash(h, key); if(h[d].key==0) {//插入成功 h[d].key=key; cout<<"Insert success!"< return(d ); } else {//插入不成功 cout<<"Unsuccess!"< return(unsuccess); } }//Insert_hush 3.4 建立哈希表函数 void Set_hash(hashtable h[]) {//根据用户输入的信息建立一个哈希表 int n=0; int i; int key1; cout<<"Input the number of the element(less than the length of the list 20 and no less than 0):"< if(n>=20) //输入不合理的个数 cout<<"Please input a length less than 20:"< { if(n<0) cout<<"Please input a length no less than 0:"< while(n<0||n>=20) { cin>>n; if(n>=20) //输入不合理的数据个数cout<<"Please input a length less than 20:"< else { if(n<0) cout<<"Please input a length no less than 0:"< } } for(i=0;i {//依次插入用户输入的各个元素的数据 cout<<"Input the key word:"< cin>>key1; //输入元素数据 Insert_hash(h,key1) ; //调用哈希表插入运算} }//Set_hush 3.5 主函数 void main() { int key0; float key1=0; int i ; cout<<"Build the hash list:"< Set_hash(h); //建立哈希表 cout<<"Now you can search in the hash lish:"< cout<<"Input the key word of the element required to search"< cout<<"(If you want to exit,input a figure bigger than 0 and small than 1.)"< cin>>key0; //输入想要查找的数据 key1=key0; while((key1-key0)==0) {//多次查找输入的数据，系统会显示相应的结果 //按提示退出系统 i=Serch_hash(h,key0); if(h[i].key==key0) {//存在该元素时 cout< cout<<"Its pose is num."< } else cout<<"There is no "< cout<<"Input the key word of the element required to search"< cout<<"(If you want to exit,input a figure bigger than 0 and small than 1.)"< cin>>key1; //用户继续输入数据 key0=int (key1); } }//main 3.6 有关其他技术讨论 本程序选用结构体数组为存储结构，实现了哈希表的数据存储。哈希表查找给予一种尽可能不通过比较操作而直接得到记录的存储位置的想法而提出的一种特殊查找技术。它的基本思想是通过记录中关键字的值key为自变量，通过某一种确定的函数hash，计算出函数值hash（key）作为存储地址，将相应的关键字的记录存储到对应的位置上。而在查找中仍需要用这个确定的函数hash ，获得所要查找的关键字所在的记录的存储位置。除留余数法（Division Method）是用关键字key除以某个正整数M，所得余数作为哈希地址的方法。对应hash函数hash（key）为：hash（key）=key % M，一般情况下M 的取值为 不大于表长的质数。开放定址发解决冲突，形成下一个地址的形式是： Hi=（hash（key）+di）%M i=1，2，…，k（k<=m） 其中，hash（key）为哈希函数，M为某个正整数，di为增量序列。线形探测再散列，是将开放定地址发中的增量di设定为一系列从1开始一直到表长减1的整数序列：1，2，3，…,m-1(m为表长)。本系统对用户在操作时可能进行的错误和违规操作，给出了基本的提示信息和解决方案，以便用户在非法操作后得到意想不到的结果，即在根据用户输入的数据建立hash表并将所有数据存入表中时。如果输入数据不和理（即输入的数据长度大于或等于表长，或小于0），屏幕会提示错误信息，并提示用户重新输入正确的数据值；如果输入数据合理（即输入的表长大于等于0，小于表长），用户就可以按提示信息输入表元素，哈希表就会被成功建立。本系统对用户在操作时可能进行的错误和违规操作，给出了基本的提示信息和解决方案，以便用户在非法操作后得到意想不到的结果。 4.程序运行结果 4.1 运行界面 4.2 输入元素超过哈希表表长的界面 4.3输入出错提示界面 4.4 输入正确提示建立哈希表的界面 4.5 根据提示建立哈希表的界面 4.5输入查找数据得到显示数据界面 4.7 输入无表中数据时的界面 4.8 用户按提示信息退出系统界面 4.9 结果分析 用户手工输入数据并对输入数据建立哈希表，具有提示错误功能；另外就是对已建立的Hash表进行查找，具有多次查找功能，并打印信息，可以按提示信息退出系统。本系统采用了Hash表存储,查找速度极其快,查找的时间复杂度为O(1)。本系统仍然存在一些不足之处值得改进，例如：在建立哈希表的过程中，如果用户想退出系统，也不得不在建立好哈希表之后，才能实现。 5.设计体会 通过这次做课程设计，使我对数据结构这门课的认识更进一步，这门课确实是学好计算机程序设计的基础。与此同时，自己对程序设计中应该注意的一些问题也有了自己的一些想法。首先，一个程序要达到正确性，可读性，健壮性，高效率和低存储量的要求，这样用户在使用程序的时候才会更加满意，程序才能得到更多的关注。其次，要养成良好的编程习惯，在做一个程序之前，要对该程序的存储结构，抽象数据类型和应该具备的功能以及各模块之间的调用关系有一个总体的把握，画出必要的算法流程图或写出必要的伪码来表示各模块应该具备的功能。再次，在编写程序的过程中应该对一些难于理解的地方加上必要的注释，这样会使在之后的调试与维护阶段更加容易，在定义功能函数与变量时应该尽量采取有表征意义的名称，这样也可达到见名知意的效果。最后，在程序的调试阶段，应该针对程序中用户可能进行的错误操作给出解决的方法，要尽量选出几组具有毁灭性的数据来进行测试，在程序不能正常处理的情况下要采取一些方案使这样的问题得以解决。做程序是一个比较累的工作，特别是当遇到困难时，程序通不过时，真的很令人沮丧。但是改正一个错误时，那种喜悦心情也很令人期盼，这种心情堪比久旱见甘霖的喜悦。就是因为有这种令人身心愉悦的可能，我才得以能够整晚不睡来改程序中的不足之处。编程中有苦有乐，其中的苦乐只有亲身经历才能体会到。要想做出好的程序，必须做好忍受其间痛苦的准备。通过这个星期的课程设计，我的收获还是不少。我的c语言及水平有了比较大的提高，其中c语言关于指针，链表的操作理解的比以前深刻不少。另外是数据结构方面的提高，对存储结构，及各种查找排序方面也有不少的提高。虽然我做的程序里还有写问题，做的不够深入，但独立完成一个比较大一点的程序的经历也是很宝贵的。 参考文献 .[1] 严蔚敏，吴伟民.《数据结构》，清华大学出版社，2001年1月 [2] 刘怀亮.《数据结构习题解析与实验指导》，冶金工业出版社，2005年2月 [3] 谭浩强.《C程序设计》，清华大学出版社，1999年12月 [4] 温秀梅，丁学钧.《Visual C++ 面向对象程序设计教程与实验》，清华大学出版社，2009 年4月 哈希表实现电话号码查询系统 一目的 利用《数据结构》课程的相关知识完成一个具有一定难度的综合设计题目，利用 C/C++语言进行程序设计，并规范地完成课程设计报告。通过课程设计，巩固和加深对线性表、栈、队列、字符串、树、图、查找、排序等理论知识的理解；掌握现实复杂问题的分析建模和解决方法（包括问题描述、系统分析、设计建模、代码实现、结果分析等）；提高利用计算机分析解决综合性实际问题的基本能力。 二需求分析 1、程序的功能 1)读取数据 ①读取原电话本存储的电话信息。 ②读取系统随机新建电话本存储的电话信息。 2)查找信息 ①根据电话号码查询用户信息。 ②根据姓名查询用户信息。 3)存储信息 查询无记录的结果存入记录文档。 2、输出形式 1)数据文件“old.txt”存放原始电话号码数据。 2)数据文件“new.txt”存放有系统随机生成的电话号码文件。 3)数据文件“out.txt”存放未查找到的电话信息。 4)查找到相关信息时显示姓名、地址、电话号码。 3、初步测试计划 1)从数据文件“old.txt”中读入各项记录，或由系统随机产生各记录，并且把记录保存 到“new.txt”中。 2)分别采用伪随机探测再散列法和再哈希法解决冲突。 3)根据姓名查找时显示给定姓名用户的记录。 4)根据电话号码查找时显示给定电话号码的用户记录。 5)将没有查找的结果保存到结果文件Out.txt中。 6)系统以菜单界面工作，运行界面友好，演示程序以用户和计算机的对话方式进行。三概要设计 1、子函数功能 int Collision_Random(int key,int i) //伪随机数探量观测再散列法处理冲突 void Init_HashTable_by_name(string name,string phone,string address) //以姓名为关键字建立哈希表 int Collision_Rehash(int key,string str) //再哈希法处理冲突 void Init_HashTable_by_phone(string name,string phone,string address) //以电话号码为关键字建立哈希表 void Outfile(string name,int key) //在没有找到时输出未找到的记录，打开文件out.txt并将记录储存在文档中void Outhash(int key) //输出哈希表中的记录 void Rafile() //随机生成数据，并将数据保存在new.txt void Init_HashTable(char*fname,int n) //建立哈希表 int Search_by_name(string name) //根据姓名查找哈希表中的记录 int Search_by_phone(string phone) //根据电话号码查找哈希表中的记录 一: 需求分析 (2) 三: 详细设计（含代码分析） (4) 1.程序描述: (4) 2具体步骤 (4) 四调试分析和测试结果 (7) 五，总结 (9) 六.参考文献; (10) 七.致谢 (10) 八.附录 (11) 一: 需求分析 问题描述：设计哈希表实现电话号码查询系统。 基本要求 1、设每个记录有下列数据项：电话号码、用户名、地址 2、从键盘输入各记录，分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表； 3、采用再哈希法解决冲突； 4、查找并显示给定电话号码的记录； 5、查找并显示给定用户名的记录。 6、在哈希函数确定的前提下，尝试各种不同类型处理冲突的方法（至少 两种），考察平均查找长度的变化。 二: 概要设计 进入主函数,用户输入1或者2,进入分支选择结构:选1:以链式方法建立哈希表,选2:以再哈希的方法建立哈希表,然后用户输入用户信息,分别以上述确定的方法分别以用户名为检索以及以以电话号码为检索将用户信息添加到哈希表,.当添加一定量的用户信息后,用户接着输入用户名或者电话号码分别以用户名或者电话号码的方式从以用户名或电话号码为检索的哈希表查找用户信息.程序用链表的方式存储信息以及构造哈希表。 具体流程图如下所示: 三: 详细设计（含代码分析） 1.程序描述: 本程序以要求使用哈希表为工具快速快速查询学生信息，学生信息包括电话号码、用户名、地址；用结构体存储 struct node { string phone; //电话号码 string name; //姓名 string address;//地址 node *next; //链接下一个地址的指针 }; 2具体步骤 1. 要求主要用在哈希法解决冲突，并且至少尝试用两种方法解决冲突，定义两个指针数组存储信息node *infor_phone[MAX]; node *infor_name[MAX];前者以电话号码为关键字检索哈希表中的信息，后者以姓名为关键字检索哈希表中的信息 用链式法和再哈希法解决冲突： int hash(string key) //以姓名或者电话号码的前四位运算结果作为哈{ //希码 int result=1,cur=0,i; if(key.size()<=4) i=key.size()-1; else i=4; for(;i>=0;i--) { cur=key[i]-'0'; result=result*9+cur; } result%=(MOD); return result; 哈希表查找的设计 一．问题描述： 哈希表查找的设计：设哈希表长为20，用除留余数法构造一个哈希函数，以开放定址法中的线性探测再散列法作为解决冲突的方法，编程实现哈希表查找、插入和建立算法。二．需求分析： 程序可实现用户与计算机的交互过程。在计算机显示提示信息后，可由用户键入运算命令以实现对应的功能，包含数据的录入、查找、删除、显示等功能。 本程序旨在实现哈希函数的构造与处理存储冲突，因而指定哈希表存储的数据类型为简单的整型数字，在实用性上还有所欠缺。但根据用户需求的变化，可以对程序的基本数据类型进行改造，以实现更为丰富的功能，进而体现哈希表在查找数据时的优越性。 三．算法思想： 在设定哈希表的抽象数据类型时，要有查找数据元素的操作。另外，插入操作和删除操作也要用到查找数据元素操作，以查看该数据元素是否存在，因此可以设计查找元素操作包括插入和删除操作的查找。 因此，查找操作就有两种情况：一种情况是插入操作时寻找空闲单元的查找；另一种情况是在查找和删除操作时寻找该元素是否在哈希表中已存在的查找。插入操作时寻找空闲单元查找的特征是哈希表中不存在该对象，设计此时查找函数返回该空闲单元位置的“正”值；查找和删除操作时寻找该元素是否在哈希表中已存在的特征是哈希表中已存在该数据元素，设计此时查找函数返回该数据单元位置的“负”值。进而执行后续操作。 为了区分哈希表中每一个表元素的当前状态，为每一个表元素设置一个“标志”定为tag。tag=0表示该元素为空；tag=1表示该元素以存放有数据元素；tag=-1表示该元素中存放的数据元素已被删除。判断当tag为0或-1时都可以进行插入操作。 实习6、哈希表设计 一、需求分析 1. 问题描述 针对某个集体（比如你所在的班级）中的“人名”设计一个哈希表，使得平均查找长度均不超过R，完成相应的建表和查表顺序。 2. 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，用伪随机探测再散列法处理冲突。 3. 测试数据 取读者周围较熟悉的30个人的姓名。 4. 实现提示 如果随机数自行构造，则应首先调整好随机函数，使其分布均匀。人名的长度均不超过19个字符（最长的人名如：庄双双（Zhuang Shuangshuang））。字符的取码方法可直接利用C 语言中的toascii函数，并可先对过长的人名先作折叠处理。 二、概要设计 ADT Hash { 数据对象D：D是具有相同特征的数据元素的集合。各数据元素均含有类型相同，可唯一标识数据元素的关键字。 数据关系R：数据元素同属一个集合。 InitNameTable() 操作结果：初始化姓名表。 CreateHashTable() 操作结果：建立哈希表。 DisplayNameTable() 操作结果：显示姓名表。 DisplayHashTable() 操作结果：显示哈希表。 FindName() 操作结果：查找姓名。 }ADT Hash 三、详细设计（源代码） （使用C语言） #include 数据结构课程设计哈希表设计问题 目录 1 前言 (1) 2 需求分析 (1) 2.1 任务和要求 (1) 2.2 运行环境 (1) 2.3 开发工具 (1) 3 分析和设计 (2) 3.1 系统分析及设计思路 (2) 3.2 主要数据结构及算法 (2) 3.3 函数流程图 (2) （1）哈希表的创建及初始化流程图 (2) 5 课程设计总结 (13) 5.1 程序运行结果或预期运行结果 (13) 说明：输入的数为30个姓的拼音，查找的为“pan”，输出的如上图所示。 (14) 5.2 设计结论 (15) 参考文献 (15) 致谢 (15) 1 前言 从C语言产生到现在，它已经成为最重要和最流行的编程语言之一。在各种流行编程语言中，都能看到C语言的影子，如Java的语法与C语言基本相同。学习、掌握C语言是每一个计算机技术人员的基本功之一。 根据本次课程设计的要求，我设计小组将编写一个C语言程序来处理哈希表问题，通过这个程序，将针对自己的班集体中的“人名”设计一个哈希表，使得平均查找长度不超过R，完成相应的建表和查表程序。 2 需求分析 2.1 任务和要求 针对自己的班集体中的“人名”设计一个哈希表，使得平均查找长度不超过R，完成相应的建表和查表程序。 要求：假设人名为中国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，用链表法处理冲突。 2.2 运行环境 （1）WINDOWS2000/XP系统 （2）Visual C++ 6.0编译环境或TC编译环境 2.3 开发工具 C语言 3 分析和设计 3.1 系统分析及设计思路 （1）创建哈希表 （2）姓名（结构体数组）初始化 （1）用除留余数法构建哈希函数 （2）用链表法处理冲突 (3)查找哈希表 在哈希表中进行查找，输出查找的结果和关键字，并计算和输出查找成功的平均查找长度 (4) 显示哈希表 显示哈希表的的格式： 3.2 主要数据结构及算法 定义结构体typedef struct hashtable创建哈希表 定义函数Hash_Init(HashTable ht)来对哈希表初始化 定义函数Hash_Insert(HashTable ht, Node *node)来为哈希表分配地址 定义函数Hash_Init(ht)输入30个名字 定义函数Hash_Create(HashTable ht)来求哈希表长度 定义函数hash_output(HashTable h)来输出哈希表 定义函数Hash_Link()构造链表函数 定义函数int hash_search(int h[],int key)查找输入的名字 3.3 函数流程图 （1）哈希表的创建及初始化流程图 /* （1）设计哈希表，该表应能够容纳50个英文单词。 （2）对该哈希表进行查询，实现对特定单词的快速查询，并显示经过的节点内容 已经发到你邮箱里了enochwills@https://www.wendangku.net/doc/8d6675896.html, */ #include 华北电力大学 实验报告 实验名称哈希表的设计 课程名称算法与数据结构实验 专业班级：学生姓名： 学号：成绩： 指导教师： 实验日期： 一、实验目的及要求 1.内容描述 设计哈希表实现电话号码查询系统： 1）设每个记录有如下数据项：电话号码、用户名、地址； 2）从键盘输入各个记录，以电话号码为关键字建立哈希表（至少要有12个以上的记录，哈希表的哈希表的长度为8）； 3）用链地址法解决冲突； 4）显示建立好的哈希表，并且对其进行查找，删除和插入给定关键字值得记录。 二、所用仪器、设备 VC++ 6.0环境 三、实验说明 1.采用除留余数法进行哈希表的散列，即以电话号码作为主关键字，将电话号码的11位相加，按照模7取余； 2.解决冲突用链地址法。 3.将用户信息包装在结构体节点中 struct node //建节点 { char name[8],address[20]; char num[11]; node * next; }; 4.对于用户信息的查找，这里运用了以姓名和电话号码两种查找标准进行查找，链地址的存在使得冲突消除，同时查找实现。 5.清空的实现是设立了一个清空函数，是哈希表的所有成员内容为空，在主函数中进行调用，实现全部信息删除功能。 四、实验源代码 #include 哈希表查找不成功怎么计算？ 解答：先建好表，然后可以算出每个位置不成功时的比较次数之和，再除以表空间个数！ 例如：散列函数为hash(x)=x MOD 13，用线性探测，建立了哈希表之后，如何求查找不成功时的平均查找长度！？ 地址：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 数据： 39 1228154244 625－－ 36－ 38 成功次数： 1 3 1 2 2 1 191 1 不成功次数：98 7 65 4 3 2 1 1 2 110 查找成功时的平均查找长度:ASL=(1+3+1+2+2+1+1+9+1+1)/10 =2.2 查找不成功时的平均查找长度:ASL=(9+8+7+6+5+4+3+2+1+1+2+1+10)/13=4.54 说明： 第n个位置不成功时的比较次数为，第n个位置到第1个没有数据位置的距离。至少要查询多少次才能确认没有这个值。 （1）查询hash(x)=0,至少要查询9次遇到表值为空的时候，才能确认查询失 败。 （2）查询hash(x)=1,至少要查询8次遇到表值为空的时候，才能确认查询失 败。 （3）查询hash(x)=2,至少要查询7次遇到表值为空的时候，才能确认查询失 败。 （4）查询hash(x)=3,至少要查询6次遇到表值为空的时候，才能确认查询失 败。 （5）查询hash(x)=4,至少要查询5次遇到表值为空的时候，才能确认查询失 败。 （6）查询hash(x)=5,至少要查询4次遇到表值为空的时候，才能确认查询失 败。 （7）查询hash(x)=6,至少要查询3次遇到表值为空的时候，才能确认查询失败。 （8）查询hash(x)=7,至少要查询2次遇到表值为空的时候，才能确认查询失败。 （9）查询hash(x)=8,至少要查询1次遇到表值为空的时候，才能确认查询失败。 （10）查询hash(x)=9,至少要查询1次遇到表值为空的时候，才能确认查询失败。 （11）查询hash(x)=10,至少要查询2次遇到表值为空的时候，才能确认查询失败。 （12）查询hash(x)=11,至少要查询1次遇到表值为空的时候，才能确认查询失败。 （13）查询hash(x)=12,至少要查询10次遇到表值为空(循环查询顺序表)的时候，才能确认查询失败。 下面看下2010年2010年全国硕士研究生入学统一考试计算机科学与技术学科联考计算机学科专业基础综合试题中一个考哈希表的题。 Question1: 将关键字序列（7、8、30、11、18、9、14）散列存储到散列表中。散列表的存储空间是一个下标从0开始的一维数组，散列函数为：H(key) = (keyx3) MOD 7，处理冲突采用线性探测再散列法，要求装填（载）因子为0.7。 (1) 请画出所构造的散列表。 (2) 分别计算等概率情况下查找成功和查找不成功的平均查找长度。 Ans： (1).首先明确一个概念装载因子，装载因子是指所有关键子填充哈希表后饱和的程度，它等于关键字总数/哈希表的长度。根据题意，我们可以确定哈希表的长度为 L = 7/0.7 = 10；因此此题需要构建的哈希表是下标为0~9的一维数组。根据散列函数可以得到如下散列函数值表。 H(Key) = (keyx3) MOD 7, 例如key=7时， H(7) = (7x3）%7 = 21%7=0，其他关键字同理。 一、问题描述 针对某个集体（比如你所在的班级）中的“人名”设计一个哈希表，使得平均查找长度均不超过R，完成相应的建表和查表顺序。 二、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，用伪随机探测再散列法处理冲突。 三、概要设计 1.构造结构体：typedef struct{}； 2.姓名表的初始化：void InitNameTable()； 3.建立哈希表：void CreateHashTable()； 4.显示姓名表：void DisplayNameTable()； 5.姓名查找：void FindName()； 6.主函数：void main() ； 四、详细设计 1.姓名表的初始化 void InitNameTable() { NameTable[0].py="louyuhong"; NameTable[1].py="shenyinghong"; NameTable[2].py="wangqi"; NameTable[3].py="zhuxiaotong"; NameTable[4].py="zhataotao"; NameTable[5].py="chenbinjie"; NameTable[6].py="chenchaoqun"; NameTable[7].py="chencheng"; NameTable[8].py="chenjie"; NameTable[9].py="chenweida"; NameTable[10].py="shanjianfeng"; NameTable[11].py="fangyixin"; NameTable[12].py="houfeng"; NameTable[13].py="hujiaming"; NameTable[14].py="huangjiaju"; NameTable[15].py="huanqingsong"; NameTable[16].py="jianghe"; NameTable[17].py="jinleicheng"; NameTable[18].py="libiao"; NameTable[19].py="liqi"; NameTable[20].py="lirenhua"; NameTable[21].py="liukai"; NameTable[22].py="louhanglin"; NameTable[23].py="luchaoming"; NameTable[24].py="luqiuwei"; NameTable[25].py="panhaijian"; NameTable[26].py="shuxiang"; NameTable[27].py="suxiaolei"; NameTable[28].py="sunyubo"; NameTable[29].py="wangwei"; for (i=0;i 哈希表设计数据结构课程设计 实习6、哈希表设计 一、需求分析 1. 问题描述 针对某个集体（比如你所在的班级）中的“人名”设计一个哈希表，使得平均查找长度均不超过R，完成相应的建表和查表顺序。 2. 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，用伪随机探测再散列法处理冲突。 3. 测试数据 取读者周围较熟悉的30个人的姓名。 4. 实现提示 如果随机数自行构造，则应首先调整好随机函数，使其分布均匀。人名的长度均不超过19个字符（最长的人名如：庄双双（Zhuang Shuangshuang））。字符的取码方法可直接利用C语言中的toascii函数，并可先对过长的人名先作折叠处理。 二、概要设计 ADT Hash { 数据对象D：D是具有相同特征的数据元素的集合。各数据元素均含有类型相同，可唯一标识数据元素的关键 字。 数据关系R：数据元素同属一个集合。 InitNameTable() 操作结果：初始化姓名表。 CreateHashTable() 操作结果：建立哈希表。 DisplayNameTable() 操作结果：显示姓名表。 DisplayHashTable() 操作结果：显示哈希表。 FindName() 操作结果：查找姓名。 }ADT Hash 三、详细设计（源代码） （使用C语言） #include 福建工程学院 课程设计 课程：算法与数据结构 题目：哈希表 专业：网络工程 班级：xxxxxx班 座号：xxxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxx 2011年12 月31 日 实验题目：哈希表 一、要解决的问题 针对同班同学信息设计一个通讯录，学生信息有姓名，学号，电话号码等。以学生姓名为关键字设计哈希表，并完成相应的建表和查表程序。 基本要求：姓名以汉语拼音形式，待填入哈希表的人名约30个，自行设计哈希函数，用线性探测再散列法或链地址法处理冲突；在查找的过程中给出比较的次数。完成按姓名查询的操作。 运行的环境：Microsoft Visual C++ 6.0 二、算法基本思想描述 设计一个哈希表（哈希表内的元素为自定义的结构体）用来存放待填入的30个人名，人名为中国姓名的汉语拼音形式，用除留余数法构造哈希函数，用线性探查法解决哈希冲突。建立哈希表并且将其显示出来。通过要查找的关键字用哈希函数计算出相应的地址来查找人名。通过循环语句调用数组中保存的数据来显示哈希表。 三、设计 1、数据结构的设计和说明 （1）结构体的定义 typedef struct //记录 { NA name; NA xuehao; NA tel; }Record; { Record *elem[HASHSIZE]; //数据元素存储基址 int count; //当前数据元素个数 int size; //当前容量 }HashTable; 哈希表元素的定义，包含数据元素存储基址、数据元素个数、当前容量。 2、关键算法的设计 （1）姓名的折叠处理 long fold(NA s) //人名的折叠处理 { char *p; long sum=0; NA ss; strcpy(ss,s); //复制字符串，不改变原字符串的大小写 strupr(ss); //将字符串ss转换为大写形式 p=ss; while(*p!='\0') sum+=*p++; printf("\nsum====================%d",sum); return sum; } （2）建立哈希表 1、用除留余数法构建哈希函数 2、用线性探测再散列法处理冲突 int Hash1(NA str) //哈希函数 { long n; int m; n=fold(str); //先将用户名进行折叠处理 m=n%HASHSIZE; //折叠处理后的数，用除留余数法构造哈希函数 return m; //并返回模值 }Status collision(int p,int c) //冲突处理函数，采用二次探测再散列法解决冲突{ int i,q; i=c/2+1; while(i 云南大学数学与统计学实验教学中心实验报告 课程名称： 数据结构与算法学期： 2011-2012学年第二学期 成绩： 指导教师：xxx学生姓名：xxx学生学号：xxxxx 实验名称：哈希表及其查找实验要求：必做实验学时：4（+2）学时 实验编号：4（及5）实验日期：第6-8周完成日期：2012.5.10 学院：数学与统计学院专业：信息与计算科学年级：2010级 一、实验目的 通过实验掌握散列存储的基本概念，进行哈希问题的处理，同时附带进行字符串的处理的练习。 二、实验内容 为某单位的人名（n=30人）设计一个哈希表，使得平均查找长度<2，要求完成相应的哈希建表和查表。。 三、实验环境 Windows XP 程序设计语言C 四、实验过程 1．实验要求： 1、设人名长度<10个字符，用二维字符数组存储哈希表：char hash[ ][10]; 2、要求哈希函数用除留余数法，并用人名的10个字符代码和作为分子； 用（补偿性）线性探测再散列处理冲突。 3、依题意有：平均查找长度=（1+1/(1-α)）/2< 2，∴取α=0.6， 由此哈希表长m=n/α=30/0.6=50; 所以有char hashlist [ 50][10]； 令：除留余数法中的P取47； （补偿性）线性探测再散列的地址：j=(j+Q)% m中的Q取17。 4、对程序结构的要求： ①要求为哈希建表和哈希查表分别编写和设计相应的函数： createhash( ... ... ); hashsearch(... ...)； ②再设计一个哈希函数表的输出函数printhash( )，对构造的哈希表进行输出，注 意输出格式要在屏幕好看，先输出序号（1~30），再输出该序号 的人名或null，每行输出10项，共输出5行。 ③还应有一个初始化char hashlist [ 50][10]的函数Inithashlist( )， 初始时将50个人名全赋值为null. 5、在主函数中： 调用Inithashlist( )初始化哈希表； 《程序设计与算法分析》实验报告 一设计的目的与容 1.设计目的 通过本实验需要掌握构造哈希函数表，需要完成设计构造哈希表的完整算法，并求出平均查找长度。 2 实验容 使用哈希函数：H(K)=3*K MOD 11 并采用开放地址法解决冲突，试在0到10的散列地址空间对关键字序列( 22, 41, 53, 46, 30,13, 01,67)构造哈希函数表，并设计构造哈希表的完整算法，并求出平均查找长度。 二算法的基本思想 1.数据结构的设计 哈希函数H ( key ) =3* key mod 11，哈希表的地址空间为0 ～10，对关键字序列（22, 41, 53, 46, 30,13, 01,67）按线性探测再散列和二次探测再散列的方法分别构造哈希表。 （1 ）线性探测再散列： 3*22％11 = 0；3*41 ％11=2 ；3*53％11 = 5 ；3* 46%11=6；3*30%11=2发生冲突，下一个存储地址（2＋1 ）％11 ＝3 ； 3*13%11=6发生冲突，下一个存储地址（6＋1 ）％11 ＝7 ； 3*01%11=3发生冲突，下一个存储地址（3＋1 ）％11 ＝4 ； 3*67%11=3发生冲突，下一个存储地址是：（3 ＋1 ）％11 ＝4 发生冲突；下一个存储地址（4 + 1 ）%11=5发生冲突；下一个存储地址（5 + 1 ）%11=6发生冲突；下一个存储地址（6+ 1 ）%11=7发生冲突；下一个存储地址（7 + 1 ）%11=8未发生冲突。 2.算法的基本思想 开放地址法这个方法的基本思想是：当发生地址冲突时，按照某种方法继续探测哈希表中的其他存储单元，直到找到空位置为止。这个过程可用下式描述： H i ( key ) = ( H ( key )+ d i ) mod m ( i = 1,2,…… ，k ( k ≤ m – 1)) 其中：H ( key ) 为关键字key 的直接哈希地址，m 为哈希表的长度，di 为每次再探测时的地址增量。采用这种方法时，首先计算出元素的直接哈希地址H ( key ) ，如果该存储单元已被其他元素占用，则继续查看地址为H ( key ) + d 2 的存储单元，如此重复直至找到某个存储单元为空时，将关键字为key 的数据元素存放到该单元。增量d 可以有不同的取法，并根据其取法有不同的称呼： （1 ）d i ＝1 ，2 ，3 ，…… 线性探测再散列； （2 ）d i ＝1^2 ，－1^2 ，2^2 ，－2^2 ，k^2，-k^2…… 二次探测再散列； （3 ）d i ＝伪随机序列伪随机再散列； 三源程序代码及测试结果 1.源程序代码 #include 课程实习报告 一、需求分析： 1.本程序来自于图书馆靠书名来检索想要查找的书问题。 2.本程序要求： （1）根据输入建立图书名称表，采用创建散列表实现。 （2）建散列表后，如果想要查找的数据在散列表中输出yes否则输出no。 二、哈希表简介 结构中存在关键字和K相等的记录，则必定存储在f(K）的位置上。由此，不需比较便可直接取得所查记录。这个对应关系f称为散列函数(Hash function），按这个思想建立的表为散列表。 * 对不同的关键字可能得到同一散列地址，即key1≠key2，而f(key1)=f(key2），这种现象称冲突。具有相同函数值的关键字对该散列函数来说称做同义词。 * 综上所述，根据散列函数H(key）和处理冲突的方法将一组关键字映象到一个有限的连续的地址集（区间）上，并以关键字在地址集中的“象”，作为这条记录在表中的存储位置，这种表便称为散列表，这一映象过程称为散列造表或散列，所得的存储位置称散列地址。这个现象也叫散列桶，在散列桶中，只能通过顺序的方式来查找，一般只需要查找三次就可以找到。科学家计算过，当负载因子(load factor)不超过75%，查找效率最高。* 若对于关键字集合中的任一个关键字，经散列函数映象到地址集合中任何一个地址的概率是相等的，则称此类散列函数为均匀散列函数（Uniform Hash function），这就是使关键字经过散列函数得到一个“随机的地址”，从而减少冲突。 程序设计流程 程序思想 (一)哈希函数unsigned int hash_BKDE(char *str)生成映射 地址，成为散列表的编号。 (二)哈希表HashTable::HashTable()通过数组储存元素 (三)插入函数void HashTable::insert(char*c)插入字符串， 先计算要插入字符串生成的映射地址，然后在相应的地址插入，如果没有空位查找空位插入。 合肥学院 计算机科学与技术系 课程设计报告 2009 ～2010 学年第二学期 课程数据结构与算法 课程设计名称哈希表的设计与实现 学生姓名王东东 学号0804012030 专业班级08计本（2) 指导教师王昆仑、李贯虹 2010 年5 月 课程设计目的 “数据结构与算法课程设计”是计算机科学与技术专业学生的集中实践性环节之一， 是学习“数据结构与算法”理论和实验课程后进行的一次全面的综合练习。其目的是要达到 理论与实际应用相结合，提高学生组织数据及编写程序的能力，使学生能够根据问题要求和 数据对象的特性，学会数据组织的方法，把现实世界中的实际问题在计算机内部表示出来并 用软件解决问题，培养良好的程序设计技能。 一、问题分析和任务定义 1、问题分析 要完成如下要求：设计哈希表实现电话号码查询系统。 实现本程序需要解决以下几个问题： （1）如何定义一个包括电话号码、用户名、地址的节点。 （2）如何以电话号码和用户名为关键字建立哈希表。 （3）用什么方法解决冲突。 （4）如何查找并显示给定电话号码的记录。 （5）如何查找并显示给定用户名的记录。 2 任务定义 1、由问题分析知，本设计要求分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表，z在此基 础上实现查找功能。本实验是要我们分析怎么样很好的解决散列问题，从而建立一比较合理 的哈希表。由于长度无法确定，并且如果采用线性探测法散列算法，删除结点会引起“信息 丢失”的问题。所以采用链地址法散列算法。采用链地址法，当出现同义词冲突时，可以使 用链表结构把同义词链接在一起，即同义词的存储地址不是散列表中其他的空地址。 根据问题分析，我们可以定义有3个域的节点，这三个域分别为电话号码char num[30]，姓名char name[30]，地址char address[30]。这种类型的每个节点对应链表中的每个节点，其中电话号码和姓名可分别作关键字实现哈希表的创建。 二、数据结构的选择和概要设计 1、数据结构的选择 数据结构：散列结构。 散列结构是使用散列函数建立数据结点关键词与存储地址之间的对应关系，并提供多 种当数据结点存储地址发生“冲突”时的处理方法而建立的一种数据结构。 散列结构基本思想，是以所需存储的结点中的关键词作为自变量，通过某种确定的函 数H（称作散列函数或者哈希函数）进行计算，把求出的函数值作为该结点的存储地址，并 将该结点或结点地址的关键字存储在这个地址中。 散列结构法（简称散列法）通过在结点的存储地址和关键字之间建立某种确定的函数 关系H，使得每个结点（或关键字）都有一个唯一的存储地址相对应。 当需要查找某一指定关键词的结点时，可以很方便地根据待查关键字K计算出对应的“映像”H(K)，即结点的存储地址。从而一次存取便能得到待查结点，不再需要进行若干次的 比较运算，而可以通过关键词直接计算出该结点的所在位置。 云南大学数学与统计学实验教学中心 实验报告 一、实验目的 通过实验掌握散列存储的基本概念，进行哈希问题的处理，同时附带进行字符串的处理的练习。 二、实验内容 为某单位的人名（n=30人）设计一个哈希表，使得平均查找长度<2，要求完成相应的哈希建表和查表。。 三、实验环境 Windows XP 程序设计语言C 四、实验过程 1．实验要求： 1、设人名长度<10个字符，用二维字符数组存储哈希表：char hash[ ][10]; 2、要求哈希函数用除留余数法，并用人名的10个字符代码和作为分子； 用（补偿性）线性探测再散列处理冲突。 3、依题意有：平均查找长度=（1+1/(1-α)）/2< 2，∴取α=0.6， 由此哈希表长m=n/α=30/0.6=50; 所以有char hashlist [ 50][10]； 令：除留余数法中的P取47； （补偿性）线性探测再散列的地址：j=(j+Q)% m中的Q取17。 4、对程序结构的要求： ①要求为哈希建表和哈希查表分别编写和设计相应的函数： createhash( ... ... ); hashsearch(... ...)； ②再设计一个哈希函数表的输出函数printhash( )，对构造的哈希表进行输出，注 意输出格式要在屏幕好看，先输出序号（1~30），再输出该序号 的人名或null，每行输出10项，共输出5行。 ③还应有一个初始化char hashlist [ 50][10]的函数Inithashlist( )， 初始时将50个人名全赋值为null. 5、在主函数中： 调用Inithashlist( )初始化哈希表； 调用createhash( hashlist，30 )构造哈希表； 调用printhash( )输出所建立的哈希表； 接受待查找人名到字符数组name[ ]； 调用hashsearch(hashlist，name )进行查找，若查到显示"found！"并显示 人名在数组中的序号；若未查到显示"no found！" [测试数据]：健表时输入以下数据： January February march april may june july august september October November December Sunday Monday Tuesday wednesday thurday f riday Saturday One two three four five six serve eight nine ten data [实现提示]： 参照杨秀清主编《数据结构》西安电子科技大学出版社P171。 [附加要求]： 1．在哈希查表时考虑插入。当查找失败，且查找时的冲突次数<规定数字(如表长之半)时插入待查找的字符串，并给出“已插入”的显示； 2．在哈希查表时考虑删除。接受待删除人名到字符数组name[ ]；在hash表中找到，并删除之。须注意，删除后不能影响以后的查找。 2．实验设计的（各）流程图：（以下内容请同学认真填写） 3．程序设计的关键代码及解释：（注意对程序代码给出必要的注解，保证可读性） 4．实验（程序运行）结果的粘贴：（必需是你的程序运行结果） 五、实验总结 1．遇到的问题及分析：（请结合你的试验过程认真总结） 2．解决方案（列出遇到的问题和解决办法，列出没有解决的问题）： 3．体会和收获。 六、参考文献哈希表实现电话号码查询系统
哈希表的设计与实现 课程设计报告
哈希表查找的设计
哈希表设计-数据结构课程设计
数据结构课程设计哈希表设计问题复习过程
哈希表查询设计及实现
哈希表的查找 2
哈希表查找成功和不成功的算法
数据结构哈希表设计
哈希表设计数据结构课程设计
数据结构课程设计--哈希表实验报告
数据结构实验四哈希表及其查找
设计构造哈希表的完整算法,求出平均查找长度
数据结构哈希表的实验报告
哈希表的设计与实现-数据结构与算法课程设计报告
哈希表及其查找