第十五周项目2-用哈希法组织关键字

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本文介绍了使用线性探测法和链地址法处理哈希冲突的两种方法，并通过具体实例展示了如何构造哈希表，计算查找长度，适用于数据结构学习。

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：项目2.cbp
* 作者：董雪
* 完成日期：2016年12月7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
*/

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;    
}

运行结果截图：

链地址法：

#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;    
}

运行结果截图：