第15周项目2-用哈希法组织关键字

问题及代码：

/* 
* Copyright(c) 2016, 烟台大学计算机与控制工程学院 
* All rights reserved. 
* 文件名称： 
* 作    者：路亚丽 
* 完成日期：2016年  12月 8日 
* 版 本 号：v1.0 
* 
* 问题描述:  已知一个关键字序列为if、while、for、case、do、break、else、struct、union、int、double、float、char、long、bool， 
     共15个字符串，哈希函数H(key)为关键字的第一个字母在字母表中的序号，哈希表的表长为26。  
　　 
    （1）若处理冲突的方法采用线性探测法，请设计算法，输出每个关键字对应的H(key)，输出哈希表，并求成功情况下的平均查找长度。  
　　（2）若处理冲突的方法采用链地址法，请设计算法，输出哈希表，并计算成功情况和不成功情况下的平均查找长度。  
   
  输入描述：无 
  程序输出：测试数据 
*/    

线性探测法：

代码：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
#define N 15  
#define M 26  
int H(char *s)  
{  
    return ((*s-'a'+1)%M);  
}  
  
int main()  
{  
    char *s[N]= {"if", "while", "for", "case", "do", "break", "else", "struct", "union", "int", "double", "float", "char", "long", "bool"};  
    int i, j, k;  
    char HT[M][10];  
    int Det[M];   //存放探测次数  
    for(i=0; i<M; i++)  
    {  
        HT[i][0]='\0';  
        Det[i]=0;  
    }  
    printf("字符串 key\tH(key)\n");  
    printf("------------------------\n");  
    for(i=0; i<N; i++)  
    {  
        j=H(s[i]);  //求哈希值  
        printf("%s\t\t%d\n", s[i],j);  
        k=0;   //探测次数初值  
        while(1)  
        {  
            k++;    //累加探测次数  
            if(HT[j][0]=='\0')   //当不冲突时，直接放到该处  
            {  
                strcpy(HT[j], s[i]);  
                break;  
            }  
            else    //冲突时，采用线性探查法求下一个地址  
            {  
                j=(j+1)%M;  
            }  
        }  
        Det[j]=k;  
    }  
    printf("---------------------\n");  
    printf("哈希表\n");  
    printf("位置\t字符串\t探查次数\n");  
    printf("---------------------\n");  
    for(i=0; i<M; i++)  
        printf("%d\t%s\t%d\n", i, HT[i], Det[i]);  
    printf("---------------------\n");  
    k=0;  
    for(i=0; i<M; i++)  
        k+=Det[i];  
    printf("查找成功情况下的平均查找长度 %f\n", 1.0*k/N);  
    return 0;  
}  

运行结果：

拉链法：

代码：

#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
#include <malloc.h>  
#define N 15  
#define M 26  
typedef struct node   //定义哈希链表的节点类型  
{  
    char *key;  
    struct node *next;  
} LNode;  
  
typedef struct  
{  
    LNode *link;  
} HTType;  
  
int H(char *s)   //实现哈希函数  
{  
    return ((*s-'a'+1)%M);  
}  
  
//构造哈希表  
void Hash(char *s[], HTType HT[])  
{  
    int i, j;  
    LNode *q;  
    for(i=0; i<M; i++)   //哈希表置初值  
        HT[i].link=NULL;  
    for(i=0; i<N; i++)   //存储每一个关键字  
    {  
        q=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));   //创建新节点  
        q->key = (char*)malloc(sizeof(strlen(s[i])+1));  
        strcpy(q->key, s[i]);  
        q->next=NULL;  
        j=H(s[i]);    //求哈希值  
        if(HT[j].link==NULL)   //不冲突，直接加入  
            HT[j].link=q;  
        else        //冲突时，采用前插法插入  
        {  
            q->next = HT[j].link;  
            HT[j].link=q;  
        }  
    }  
}  
  
//输出哈希表  
void DispHT(HTType HT[])  
{  
    int i;  
    LNode *p;  
    printf("哈希表\n");  
    printf("位置\t关键字序列\n");  
    printf("---------------------\n");  
    for(i=0; i<M; i++)  
    {  
        printf(" %d\t", i);  
        p=HT[i].link;  
        while(p!=NULL)  
        {  
            printf("%s ", p->key);  
            p=p->next;  
        }  
        printf("\n");  
    }  
    printf("---------------------\n");  
}  
  
//求查找成功情况下的平均查找长度  
double SearchLength1(char *s[], HTType HT[])  
{  
    int i, k, count = 0;  
    LNode *p;  
    for(i=0; i<N; i++)  
    {  
        k=0;  
        p=HT[H(s[i])].link;  
        while(p!=NULL)  
        {  
            k++;   //p!=NULL，进入循环就要做一次查找  
            if(strcmp(p->key, s[i])==0)   //若找到，则退出  
                break;  
            p=p->next;  
        }  
        count+=k;  
    }  
    return 1.0*count/N;   //成功情况仅有N种  
}  
  
//求查找不成功情况下的平均查找长度  
double SearchLength2(HTType HT[])  
{  
    int i, k, count = 0;  //count为各种情况下不成功的总次数  
    LNode *p;  
    for(i=0; i<M; i++)  
    {  
        k=0;  
        p=HT[i].link;  
        while(p!=NULL)  
        {  
            k++;  
            p=p->next;  
        }  
        count+=k;  
    }  
    return 1.0*count/M;   //不成功时，在表长为M的每个位置上均可能发生  
}  
int main()  
{  
    HTType HT[M];  
    char *s[N]= {"if", "while", "for", "case", "do", "break", "else", "struct", "union", "int", "double", "float", "char", "long", "bool"};  
    Hash(s, HT);  
    DispHT(HT);  
    printf("查找成功情况下的平均查找长度 %f\n", SearchLength1(s, HT));  
    printf("查找不成功情况下的平均查找长度 %f\n", SearchLength2(HT));  
    return 0;  
}  

运行结果：

知识点总结：哈希法组织关键字