HashMap哈希表练习

一、练习要求

使用顺序表和单链表通过C语言实现一个HashMap的数据结构，实现以下功能：

1、PHashMap createHashMap(int size);

2、int putValue(PHashMap map, int key, EleType value);

3、EleType getValue(PHashMap map, int key);

4、printHashMap(PHashMap map);

5、int destroyHashMap(PHashMap map);

6、int hashCode(PHashMap map, int key);

二、关键结构体的定义

hash.h

typedef struct{
	int id;//学号
	char name[20];//姓名
	float score;//分数
}Stu, *PStu;

typedef struct n{
	Stu stu;
	struct n *next;
}Node, *PNode;

typedef struct{
	PNode* pTable;//指针数组
	int tableSize;//顺序表的大小
	int len;//元素数量
}HashMap, *PHashMap;

PHashMap createHashMap(int tableSize);
int putValue(PHashMap map, int id, Stu stu);
int hashCode(int id, int tableSize);//计算hashcode
void printHashMap(PHashMap map);
void getValue(PHashMap map,int id);
void destroyHashMap(PHashMap map);

三、函数的实现

hash.c

#include "hash.h"

PHashMap createHashMap(int tableSize){
	PHashMap map=(PHashMap)malloc(sizeof(HashMap));
	map->len=0;
	map->tableSize=tableSize;
	//
	PNode *p=(PNode*)malloc(sizeof(PNode)*tableSize);
	map->pTable=p;
	//清空新分配的数组空间
	for(int i=0;i<tableSize;i++){
		*(p+i)=NULL;
	}
	printf("HashMap创建成功\n");
	return map;
}

int putValue(PHashMap map, int id, Stu stu){
	int index = hashCode(id, map->tableSize);
	//单链表头插法
	map->pTable[index];
	//
	PNode p=(PNode)malloc(sizeof(Node));
	memcpy(&p->stu, &stu, sizeof(stu));
	p->next=map->pTable[index];
	map->pTable[index]=p;
	map->len++;
	printf("[%d]数据存储成功,hashcode=[%d]\n", p->stu.id, index);
	return 1;
}

int hashCode(int id, int tableSize){
	return id%tableSize;
}

void printHashMap(PHashMap map){
	PNode *table=map->pTable;
	for(int i=0;i<map->tableSize;i++){
		printf("第[%d]行：\n", i);
		if(table[i] == NULL){
			printf("\tNULL:\n");
			continue;
		}
		//遍历单链表
		PNode p=table[i];
		while(p){
			printf("\tid=[%d],name=[%s],score=[%.1f]\n",
				p->stu.id, p->stu.name, p->stu.score);
			p=p->next;
		}
	}
}

void getValue(PHashMap map, int id){
	int hashcode = hashCode(id, map->tableSize);	
	PNode p = map->pTable[hashcode];
	while(p){
		if(p->stu.id == id){
			printf("SUCCESS:找到了元素:id=[%d],name=[%s],score=[%.1f]\n",
					p->stu.id,p->stu.name,p->stu.score);
			return;
		}
		p=p->next;
	}
	printf("ERROR:没有找到id为[%d]的元素\n", id);
}

void destroyHashMap(PHashMap map){
	//先销毁链表
	for(int i=0;i<map->tableSize;i++){
		PNode p = map->pTable[i];
		while(p){
			PNode temp=p;
			p=p->next;
			free(temp);
		}
	}
	
	//再销毁顺序表
	free(map);
	printf("销毁成功！\n");

}

四、测试代码

main.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "hash.h"

int main(int argc, const char *argv[])
{
	Stu a[]={
		{1,"aaa",1.1},
		{2,"bbb",2.2},
		{3,"ccc",3.3},
		{4,"ddd",4.4},
		{5,"eee",5.5},
		{6,"fff",6.6},
		{7,"ggg",7.7},
		{8,"hhh",8.8},
		{9,"iii",9.9},
		{10,"jjj",10.1}
	};
	int len=sizeof(a)/sizeof(Stu);
	//tableSize故意设置小一点，让hashcode碰撞
	printf(">>创建HashMap:\n");
	PHashMap map = createHashMap(5);
	//通过put往map里面存值
	printf(">>putValue:\n");
	for(int i=0;i<len;i++){
		putValue(map, a[i].id, a[i]);
	}
	//打印
	printf(">>打印HashMap:\n");
	printHashMap(map);
	//执行查找操作
	printf("\n>>执行查找id为8的元素\n");
	getValue(map, 8);
	printf("\n>>执行查找id为100的元素\n");
	getValue(map, 100);
	//销毁hashMap
	printf("\n>>执行HashMap销毁\n");
	destroyHashMap(map);

	return 0;
}

五、运行结果

>>创建HashMap:
HashMap创建成功
>>putValue:
[1]数据存储成功,hashcode=[1]
[2]数据存储成功,hashcode=[2]
[3]数据存储成功,hashcode=[3]
[4]数据存储成功,hashcode=[4]
[5]数据存储成功,hashcode=[0]
[6]数据存储成功,hashcode=[1]
[7]数据存储成功,hashcode=[2]
[8]数据存储成功,hashcode=[3]
[9]数据存储成功,hashcode=[4]
[10]数据存储成功,hashcode=[0]
>>打印HashMap:
第[0]行：
	id=[10],name=[jjj],score=[10.1]
	id=[5],name=[eee],score=[5.5]
第[1]行：
	id=[6],name=[fff],score=[6.6]
	id=[1],name=[aaa],score=[1.1]
第[2]行：
	id=[7],name=[ggg],score=[7.7]
	id=[2],name=[bbb],score=[2.2]
第[3]行：
	id=[8],name=[hhh],score=[8.8]
	id=[3],name=[ccc],score=[3.3]
第[4]行：
	id=[9],name=[iii],score=[9.9]
	id=[4],name=[ddd],score=[4.4]

>>执行查找id为8的元素
SUCCESS:找到了元素:id=[8],name=[hhh],score=[8.8]

>>执行查找id为100的元素
ERROR:没有找到id为[100]的元素

>>执行HashMap销毁
销毁成功！

六、需要继续研究的问题

1、hashcode的算法有哪些， 如果key是字符串如何预算，对比java里的hashcode的实现。

2、hashcode在代码中，对应的指针数组的下标，实际的应用中也是如此吗，我怎么记得java语言中的hashcode得到的是一个很长的字符串；

3、解决hashcode碰撞的常用方法有哪些，代码中运用到的是链表的方法；

4、当数据量不断地提升，hashmap本身怎么做动态的扩展；

5、在某些高级应用中，如果能预知或者通过统计知道某些key的查询率特别高，在发生hashcode碰撞的时候，如何把这些元素节点放在离根节点更近的地方，这样也可以提升查询效率。

也欢迎感兴趣的朋友一起讨论呀。