c语言实现通用数据结构：通用映射（HashMap）

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用C语言实现哈希表HashMap 用C语言，基于动态数组+链表的形式实现的的HashMap 阅读详情

AI摘要

本文介绍了一个自定义的HashMap实现，该实现基于通用链表，并详细解释了如何为不同类型的键值对提供自定义的HashCode和Equal函数。此外，还提供了完整的源代码和一个测试用例。

这是在通用链表的基础上实现的映射，关于链表的实现参见：http://blog.youkuaiyun.com/swwlqw/article/details/22498833。

注意映射中只存储了key和value的指针，没有储存实际的数据。

对于新的key类型来说，需要自定义HashCode函数和equal函数。

在HashSet的实现中给出了几个常见的hashCode函数和equal函数。参见：http://blog.youkuaiyun.com/swwlqw/article/details/22664129。

头文件：myHashMap.h

[cpp]view plaincopy 
   
 #ifndef MYHASHMAP_H_INCLUDED  
 #define MYHASHMAP_H_INCLUDED  
 #include "myList.h"  
   
 #define DEFAULT_INITIAL_CAPACITY 16  
 #define DEFAULT_LOAD_FACTOR 0.75f  
   
 typedef struct entry  
 {  
     void * key;  
     void * value;  
 } Entry;  
   
 typedef struct myHashMap  
 {  
     int size;   //大小  
     int initialCapacity; //初始容量  
     float loadFactor;   //加载因子  
     int (*hashCode)(void *key);  
     int (*equal)(void *key1,void *key2);  
     MyList ** entryList;  
 } MyHashMap;  
   
 typedef struct myHashMapEntryIterator  
 {  
     int index;       //第几个链表  
     MyHashMap *map;  
     MyNode *current;  
     int count;        //第几个数据  
 } MyHashMapEntryIterator;  
   
 //创建HashMap  
 MyHashMap *createMyHashMap(int (*hashCode)(void *key),int (*equal)(void *key1,void *key2));  
   
 //使用全部参数创建HashMap  
 MyHashMap *createMyHashMapForAll(int initialCapacity,float loadFactor,int (*hashCode)(void *key),int (*equal)(void *key1,void *key2));  
   
 //释放HashMap  
 void freeMyHashMap(MyHashMap * map);  
   
 //是否包含某个key  
 int myHashMapContainsKey(MyHashMap *const map,void * const key);  
   
 //增加一条映射  
 void myHashMapPutData(MyHashMap *const map,void * const key,void * const value);  
   
 //通过key得到数据，如果没有数据则返回null  
 void* myHashMapGetDataByKey(MyHashMap * const map,void *const key);  
   
 //数据的容量  
 int myHashMapGetSize(const MyHashMap * const map);  
   
 //创建Entry迭代器  
 MyHashMapEntryIterator* createMyHashMapEntryIterator( MyHashMap *const map);  
   
 //释放Entry迭代器  
 void freeMyHashMapEntryIterator(MyHashMapEntryIterator* iterator);  
   
 //Entry迭代器是否有下一个  
 int myHashMapEntryIteratorHasNext(MyHashMapEntryIterator* iterator);  
   
 //遍历下一个Entry元素  
 Entry* myHashMapEntryIteratorNext(MyHashMapEntryIterator* iterator);  
   
 //删除一条数据，返回是否删除成功  
 int myHashMapRemoveDataByKey(MyHashMap *const map,void * const key);  
   
 //遍历  
 void myHashMapOutput(MyHashMap *map, void(*pt)(Entry*));  
   
 #endif // MYHASHMAP_H_INCLUDED  

源文件: myHashMap.c

[cpp]view plaincopy 
   
 #include "myHashMap.h"  
 #include <stdlib.h>  
   
 //某条Entry链表上是否包含某个key值。  
 Entry* listContainsEntry(MyList * list, void * key,  
         int(*equal)(void *key1, void *key2)) {  
     MyListIterator* it = createMyListIterator(list);  
     while (myListIteratorHasNext(it)) {  
         Entry * entry = (Entry *) (myListIteratorNext(it));  
         if (entry->key == key || (equal != NULL && (*equal)(entry->key, key))) {  
             return entry;  
         }  
     }  
     freeMyListIterator(it);  
     return NULL;  
 }  
   
 void rebuildMyHashMap(MyHashMap * map) {  
     int newSize = map->initialCapacity * 2;  
     MyList **newentryList = (MyList **) malloc(sizeof(MyList*) * newSize);  
     for (int i = 0; i < newSize; i++) {  
         newentryList[i] = createMyList();  
     }  
     MyHashMapEntryIterator* it = createMyHashMapEntryIterator(map);  
     while (myHashMapEntryIteratorHasNext(it)) {  
         Entry * entry = myHashMapEntryIteratorNext(it);  
         int hasCode = (*(map->hashCode))(entry->key);  
         hasCode %= newSize;  
         if (hasCode < 0)  
             hasCode += newSize;  
         myListInsertDataAtLast(newentryList[hasCode], entry);  
     }  
     freeMyHashMapEntryIterator(it);  
     for (int i = 0; i < map->initialCapacity; i++) {  
         freeMyList(map->entryList[i]);  
     }  
     free(map->entryList);  
     map->entryList = newentryList;  
     map->initialCapacity = newSize;  
 }  
   
 //创建HashMap  
 MyHashMap *createMyHashMap(int(*hashCode)(void *key),  
         int(*equal)(void *key1, void *key2)) {  
     MyHashMap *re = (MyHashMap *) malloc(sizeof(MyHashMap));  
     re->size = 0;  
     re->loadFactor = DEFAULT_LOAD_FACTOR;  
     re->initialCapacity = DEFAULT_INITIAL_CAPACITY;  
     re->entryList = (MyList **) malloc(sizeof(MyList*) * re->initialCapacity);  
     re->hashCode = hashCode;  
     re->equal = equal;  
     for (int i = 0; i < re->initialCapacity; i++) {  
         re->entryList[i] = createMyList();  
     }  
     return re;  
 }  
   
 //使用全部参数创建HashMap  
 MyHashMap *createMyHashMapForAll(int initialCapacity, float loadFactor,  
         int(*hashCode)(void *key), int(*equal)(void *key1, void *key2)) {  
     MyHashMap *re = createMyHashMap(hashCode, equal);  
     re->initialCapacity = initialCapacity;  
     re->loadFactor = loadFactor;  
     return re;  
 }  
   
 //是否包含某个key  
 int myHashMapContainsKey(MyHashMap * const map, void * const key) {  
     int hasCode = (*(map->hashCode))(key);  
     hasCode %= map->initialCapacity;  
     if (hasCode < 0)  
         hasCode += map->initialCapacity;  
     Entry * re = listContainsEntry(map->entryList[hasCode], key, map->equal);  
     return re != NULL;  
 }  
   
 //增加一条映射  
 void myHashMapPutData(MyHashMap * const map, void * const key,  
         void * const value) {  
     int hasCode = (*(map->hashCode))(key);  
     hasCode %= map->initialCapacity;  
     if (hasCode < 0)  
         hasCode += map->initialCapacity;  
     Entry * re = listContainsEntry(map->entryList[hasCode], key, map->equal);  
     if (re == NULL) {  
         Entry * entry = (Entry*) malloc(sizeof(Entry));  
         entry->key = key;  
         entry->value = value;  
         myListInsertDataAtLast(map->entryList[hasCode], entry);  
         (map->size)++;  
         if (map->size > map->initialCapacity * map->loadFactor) {  
             rebuildMyHashMap(map);  
         }  
     } else {  
         re->value = value;  
     }  
 }  
   
 //通过key得到数据，如果没有数据则返回null  
 void* myHashMapGetDataByKey(MyHashMap * const map, void * const key) {  
     int hasCode = (*(map->hashCode))(key);  
     hasCode %= map->initialCapacity;  
     if (hasCode < 0)  
         hasCode += map->initialCapacity;  
     Entry * re = listContainsEntry(map->entryList[hasCode], key, map->equal);  
     if (re == NULL) {  
         return NULL;  
     }  
     return re->value;  
 }  
   
 //数据的容量  
 int myHashMapGetSize(const MyHashMap * const map) {  
     return map->size;  
 }  
   
 //创建Entry迭代器  
 MyHashMapEntryIterator* createMyHashMapEntryIterator(MyHashMap * const map) {  
     MyHashMapEntryIterator* re = (MyHashMapEntryIterator*) malloc(  
             sizeof(MyHashMapEntryIterator));  
     re->count = 0;  
     re->index = 0;  
     re->map = map;  
     re->current = map->entryList[0]->first;  
     return re;  
 }  
   
 //释放Entry迭代器  
 void freeMyHashMapEntryIterator(MyHashMapEntryIterator* iterator) {  
     free(iterator);  
 }  
   
 //Entry迭代器是否有下一个  
 int myHashMapEntryIteratorHasNext(MyHashMapEntryIterator* iterator) {  
     return iterator->count < iterator->map->size;  
 }  
   
 //遍历下一个Entry元素  
 Entry* myHashMapEntryIteratorNext(MyHashMapEntryIterator* iterator) {  
     (iterator->count)++;  
     while (!(iterator->current)) {  
         (iterator->index)++;  
         iterator->current = iterator->map->entryList[iterator->index]->first;  
     }  
     Entry * re = (Entry *) iterator->current->data;  
     iterator->current = iterator->current->next;  
     return re;  
 }  
   
 //删除一条数据，返回是否删除成功  
 int myHashMapRemoveDataByKey(MyHashMap * const map, void * const key) {  
     int hasCode = (*(map->hashCode))(key);  
     hasCode %= map->initialCapacity;  
     if (hasCode < 0)  
         hasCode += map->initialCapacity;  
     MyListIterator* it = createMyListIterator(map->entryList[hasCode]);  
     int re = 0;  
     while (myListIteratorHasNext(it)) {  
         Entry * entry = (Entry *) (myListIteratorNext(it));  
         if ((*(map->equal))(entry->key, key)) {  
             myListRemoveDataAt(map->entryList[hasCode], it->count - 1);  
             re = 1;  
             (map->size)--;  
             break;  
         }  
     }  
     freeMyListIterator(it);  
     return re;  
 }  
   
 void myFree(Entry * p){  
     free(p);  
 }  
   
 //释放HashMap  
 void freeMyHashMap(MyHashMap * map) {  
     myHashMapOutput(map, myFree);  
     for (int i = 0; i < map->initialCapacity; i++) {  
         freeMyList(map->entryList[i]);  
     }  
     free(map->entryList);  
     free(map);  
 }  
   
 //遍历  
 void myHashMapOutput(MyHashMap *map, void(*pt)(Entry*)) {  
     MyHashMapEntryIterator* iterator = createMyHashMapEntryIterator(map);  
     while (myHashMapEntryIteratorHasNext(iterator)) {  
         pt(myHashMapEntryIteratorNext(iterator));  
     }  
     freeMyHashMapEntryIterator(iterator);  
 }  

测试文件

[cpp]view plaincopy 
   
 /************************* 
 *** File main.c 
 *** test for MyHashMap 
 **************************/  
 #include <stdio.h>  
 #include <stdlib.h>  
 #include "myEqual.h"  
 #include "myHashCode.h"  
 #include "myHashMap.h"  
   
 #define S 10  
   
 char* strs[S]=  
 {  
     "abc",  
     "qq",  
     "hello",  
     "abc",  
     "lmy",  
     "ab",  
     "qq",  
     "lqw",  
     "sww",  
     "lqw"  
 };  
   
   
 int main()  
 {  
   
     int*  data = malloc(sizeof(int)* S);  
     for (int i=0; i<S; i++)  
     {  
         data[i]=i;  
     }  
   
     //创建映射需要指定两个函数，hashCode函数和equal函数。  
     MyHashMap * map = createMyHashMap(myHashCodeString, myEqualString);  
   
     //插入数据  
     for (int i=0; i<S; i++)  
     {  
         myHashMapPutData(map, strs[i], &data[i]);  
     }  
   
     //输出大小  
     printf("size=%d\n",myHashMapGetSize(map));  
   
     //测试删除  
     myHashMapRemoveDataByKey(map,"qq");  
     myHashMapRemoveDataByKey(map,"ab");  
     myHashMapRemoveDataByKey(map,"qwert");  
   
     //输出大小  
     printf("after remove size=%d\n",myHashMapGetSize(map));  
   
     //遍历  
     MyHashMapEntryIterator * it = createMyHashMapEntryIterator(map);  
     while(myHashMapEntryIteratorHasNext(it))  
     {  
         Entry * pp= myHashMapEntryIteratorNext(it);  
         char * key = pp-> key;  
         int * value = pp->value;  
         printf("%s(%d)\n", key, *value);  
     }  
     //释放遍历器  
     freeMyHashMapEntryIterator(it);  
   
     //释放映射  
     freeMyHashMap(map);  
   
     //释放数据  
     free(data);  
     return 0;  
 }  