哈希表实现电话号码查询系统

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

2、函数调用图

四详细设计

1、主函数流程图

2、“伪随机探测再散列处理冲突”伪代码

若对应位置上已经存在其他数据，则新的关键字=（原关键字+伪随机数）%哈希表长。

若新的位置上也存在其他数据，则用伪随机序列的下一个数求新的关键字，直到找到合适的位置。

3、“再哈希法处理冲突”伪代码

用“折叠法”将电话号码的ASCII码值定义为关键字，分别为前四位、中四位、后三位。

再用“除留余数法”求的新的关键字=原关键字%哈希表长。

4、“以姓名为关键字建立哈希表”伪代码

用“除留余数法”将姓名的ASCII码值定义为关键字。

若对应位置上存在其他数据，则调用伪随机处理冲突，然后将数据存入哈希表。

5、“以电话号码为关键字建立哈希表”伪代码

用“除留余数法”将电话号码的ASCII码值定义为关键字。

若对应位置上存在其他数据，则调用再哈希处理冲突。

然后将数据存入哈希表。

五调试分析

1、程序的关键是掌握文件的相关操作、哈希函数的创建和运用、伪随机法处理冲突、再哈希法处理冲突等。在编程的过程中，出现了很多问题，如文件无法正常打开、程序进入死循环、无法实现文件的写入操作、忘了添加头文件等错误。修改后程序运行正确。

2、创建“new.txt”内容用子函数来实现，但是原数据是从“old.txt”文件中读取的，刚开始不知道怎样实现二者之间的选择，在同学和参考书的帮助下终于得到解决。

3、关于伪随机和再哈希的相关内容觉得很难懂，看了很久参考书才有所了解

六测试结果

1、根据姓名查找

1)姓名查找成功

2)姓名查找失败

3)哈希表

2、根据电话号码查找

1)电话号码输入错误

2)电话号码查询成功

3)电话号码查询失败

4)哈希表

七用户使用说明

1、选择数据来源

根据提示信息进行操作，选择已存在的“old.txt”文件中的数据或系统当前自动生成的“new.txt”文件。

2、选择查找方式

根据提示信息进行操作，选择“根据姓名查找”或“根据电话号码查找”两种查找方式。

3、选择功能

根据提示信息进行操作，选择输入已知信息或查看哈希表。

4、显示结果

5、查看文件

八课程设计总结

1、收获

学会了C++的跟踪。更进一步了解和熟悉了关于哈希表的运用和文件的读取与写入操作。同时锻炼了对话形式的菜单的创建和熟练运用。

2、心得体会

在这次数据结构设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题要不断地更正以前的错误思维。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意

义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得作为一名计科专业的学生，这次课程设计是很有意义的。更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着学习，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。

附录：源程序

#include

#include

#include

using namespace std;

ifstream in_file;

ofstream out_file;

int D[10]={1,3,5,8,13,15,17,21,27,34};//伪随机数序列

int count;//当前数据元素个数

int sizeindex;//哈希表的长度

char *sign;//冲突的标志

struct Data

{

string name;

string phone;

string address;

}; Data *intermediate_data;

int Collision_Random(int key,int i)//伪随机数探量观测再散列法处理冲突{

int Re_key;

if(sign[key]=='1')

{

Re_key=(key+D[i])%sizeindex;

return Re_key;//归回新的要害码

}

return -1;

}

void Init_HashTable_by_name(string name,string phone,string address)//以姓名为关键字建立哈希表

{

int i=0;

int key;

char*p;

for(key=0,p=&name[0];*p;p++)

key=key+*p;

key=key%42;

while(sign[key]=='1')

{

key=Collision_Random(key,i+1);

}

if(key==-1)

exit(1);

count++;

intermediate_data[key].name=name;//将数据存入哈希表

intermediate_data[key].address=address;

intermediate_data[key].phone=phone;

sign[key]='1';//设置冲突标志

}

int Collision_Rehash(int key,string str)//再哈希法处理冲突

{

int Re_key;

int num1=(str[0]-'0')*1000+(str[1]-'0')*100+(str[2]-'0')*10+(str[3]-'0');

int num2=(str[4]-'0')*1000+(str[5]-'0')*100+(str[6]-'0')*10+(str[7]-'0');

int num3=(str[8]-'0')*100+(str[9]-'0')*10+(str[10]-'0');

Re_key=num1+num2+num3;

Re_key=(Re_key+key)%sizeindex;

return Re_key;

}

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

{

int key;

char*p;

for(key=0,p=&phone[0];*p;p++)

key=key+*p;

key=key%42;

while(sign[key]=='1')

{

key=Collision_Rehash(key,phone);

}

count++;

intermediate_data[key].name=name;

intermediate_data[key].address=address;

intermediate_data[key].phone=phone;