哈希表的设计

课程设计

课程名称：数据结构课程设计

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

课程设计时间：

地点：

专业课程设计任务书

学生姓名专业班级学号

题目哈希表的设计

课题性质 A.工程设计课题来源 D.自拟课题指导教师同组姓名无

主要内容

针对某个集体（比如你所在是班级）中的“人名”设计一个哈希表，使得平均查找长度不超过R，完成相应的建表和查找程序。如果随机函数自行构造，则应首先调整好随机函数，使其分布均匀。人名的长度均不超过19个字符。字符的取码方法可直接利用C语言中的toascii函数，并可对过长的人名先做折叠处理。

1假设人名为中国人姓名的汉语拼音形式。

2待填入哈希表的人名共有30个，取平均查找长度的上限为2。

3哈希函数用除留余数法构造，用伪随机探测再散列发处理冲突。

任务要求1、研究与应用哈希表

2、分析算法的运行效率

3．具有良好的运行界面

4．算法具有良好的健壮性

5．按要求撰写课程设计报告和设计总结。

参考文献

1．《C程序设计（第二版）》，谭浩强，北京，清华大学出版社，1999. 2．《Visual C++实用教程（第一版）》，张荣梅、梁晓林，冶金工业出版社，2004.

3．《数据结构（C语言版）》，严蔚敏，吴伟民，清华大学出版社，

审查意见

指导教师签字：

教研室主任签字： 2011年12 月10日

说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页

1 需求分析

1、问题描述：针对某个集体（比如你所在的班级）中的人名设计一个哈希表，使得平均查找长度不超过 R，完成相应的建表和查表程序；

2、人名为中国人姓名的汉语拼音，人名有 30 个，平均查找长度的上限为 2；

3、用伪随机探测再散列法处理冲突；

4、输入为所要查询的人姓名（拼音）；输出为该关键字的查找信息；

2 概要设计

算法思想：

定义：2.1.1 定义：哈希表是为了便于快速搜索而组织的键/值组合的集合。Hash Table 是一种数组，可以用任意简单变量值来访问其元素，这种数组叫哈希表。

优点：2.1.2 优点：哈希表最大的优点就是把数据的存储和查找消耗的时间大大降低，几乎可以看成是常数时间；而代价仅仅是消耗比较多的内存。然而在当前可利用内存越来越多的情况下，用空间换时间的做法是值得的。另外，编码比较容易也是它的特点之一。

基本原理： 2.1.3 基本原理：使用一个下标范围比较大的数组来存储元素。可以设计一个函数（哈希函数，也叫做散列函数），使得每个元素的关键字都与一个函数值（即数组下标，hash 值）存在一一对应的关系，于是用这个数组单元来存储这个元素。也可以简单的理解为，按照关键字为每一个元素“分类” 。

3 运行环境:Windows 欢迎界面菜单选项

显示姓名表显

示

哈

希

表

查

找

退

出

结束

4 开发工具:VC6.0

5 详细设计

#include

#include //time用到的头文件

#include //随机数用到的头文件

#include //toascii()用到的头文件

#include //查找姓名时比较用的头文件

#define HASH_LEN 50 //哈希表的长度

#define P 47 //小于哈希表长度的P #define NAME_LEN 30 //姓名表的长度

typedef struct //姓名表

{

char *py; //名字的拼音

int m; //拼音所对应的

}NAME;

NAME NameTable[HASH_LEN]; //全局定义姓名表

typedef struct //哈希表

{

char *py; //名字的拼音

int m; //拼音所对应的ASCII总和

int si; //查找长度

}HASH;

HASH HashTable[HASH_LEN]; //全局定义哈希表

int d[30],i,j; //全局定义随机数,循环用的i、j

void InitNameTable() //姓名表的初始化

{

NameTable[0].py="guohouzhe";

NameTable[1].py="zhanglinhao";

NameTable[2].py="dengbin";

NameTable[3].py="wangyalong";

NameTable[4].py="wangyongfang";

NameTable[5].py="dongmenghao";

NameTable[6].py="zhangcheng";

NameTable[7].py="jiayongzhen";

NameTable[8].py="gaoxiaoyang";

NameTable[9].py="wangqi";

NameTable[10].py="wangliyang";

NameTable[11].py="tianzhenxing";

NameTable[12].py="lushaokun";

NameTable[13].py="wangsongjiang";

NameTable[14].py="liqilin";

NameTable[15].py="sunfei";

NameTable[16].py="yexin";

NameTable[17].py="zhanglongkun";

NameTable[18].py="qindanyang";

NameTable[19].py="luoyajun";

NameTable[20].py="houjing";

NameTable[21].py="lisongyang";

NameTable[22].py="yangqianqian";

NameTable[23].py="zhuyanqing";

NameTable[24].py="luqiuwei";

NameTable[25].py="panhaijian";

NameTable[26].py="shuxiang";

NameTable[27].py="suxiaolei";

NameTable[28].py="sunyubo";

NameTable[29].py="wangwei";

for (i=0;i

{

int s=0;

char *p=NameTable[i].py;

for (j=0;*(p+j)!='\0';j++)

s+=toascii(*(p+j));

NameTable[i].m=s;

}

}

void CreateHashTable() //建立哈希表

{

for(i=0;i

{

HashTable[i].py="\0";

HashTable[i].m =0;

HashTable[i].si=0;

}

for(i=0;i

{

int sum=1,j=0;

int adr=(NameTable[i].m)%P; //除留余数法 H(key)=key MOD p,p<=m

if(HashTable[adr].si==0) //如果不冲突，将姓名表赋值给哈希表

{

HashTable[adr].m =NameTable[i].m;

HashTable[adr].py=NameTable[i].py;

HashTable[adr].si=1;

}

else //如果冲突

{

while(HashTable[adr].si!=0)

{

adr=(adr+d[j++])%HASH_LEN; //伪随机探测再散列法处理冲突

sum=sum+1; //查找次数加1

}

HashTable[adr].m =NameTable[i].m; //将姓名表复制给哈希表对应的位置上

HashTable[adr].py=NameTable[i].py;

HashTable[adr].si=sum;

}

}

}

void DisplayNameTable() //显示姓名表

{

printf("\n地址 \t\t 姓名 \t\t 关键字\n");

for (i=0;i

printf("%2d %18s \t\t %d \n",i,NameTable[i].py,NameTable[i].m);

}

void DisplayHashTable() // 显示哈希表

{

float asl=0.0;

printf("\n\n 地址 \t\t 姓名 \t\t 关键字 \t 搜索长度\n"); //显示的格式

for (i=0;i

{

printf("%2d %18s \t\t %d \t\t %d\n",i,HashTable[i].py,HashTable[i].m,HashTable[i].si);

asl+=HashTable[i].si;

}

asl/=NAME_LEN; //求得ASL

printf("\n\n平均查找长度：ASL(%d)=%f \n",NAME_LEN,asl);

}

void FindName() //查找

{

char name[20]={0};

int s=0,sum=1,adr;

printf("\n请输入想要查找的姓名的拼音:");

scanf("%s",name);

for (j=0;j<20;j++) //求出姓名的拼音所对应的ASCII作为关键字

s+=toascii(name[j]);

adr=s%P; //除留余数法

j=0;

if(HashTable[adr].m==s&&!strcmp(HashTable[adr].py,name)) //分3种情况进行判断，并输出超找结果

printf("\n姓名:%s 关键字:%d 查找长度为:

1\n",HashTable[adr].py,s);

else if (HashTable[adr].m==0)

printf("没有想要查找的人!\n");

else

{

while(1)

{

adr=(adr+d[j++])%HASH_LEN; //伪随机探测再散列法处理

冲突

sum=sum+1; //查找次数加1

if(HashTable[adr].m==0)

{

printf("没有想要查找的人!\n");

break;

}

if(HashTable[adr].m==s&&!strcmp(HashTable[adr].py,name))

{

printf("\n姓名:%s 关键字:%d 查找长度为:%d\n",HashTable[adr].py,s,sum);

break;

}

}

}

}

void main() //主函数

{

char a;

srand((int)time(0));

for(i=0;i<30;i++)//用随机函数求得伪随机数列d[i]（在1到50之间）

d[i]=1+(int)(HASH_LEN*rand()/(RAND_MAX+1.0));

InitNameTable();

CreateHashTable();

puts(" 哈希表设计");//显示菜单栏

start:

puts("\n*----------------------------菜单栏------------------------------*");

puts(" \t\t\t 1. 显示姓名表");

puts(" \t\t\t 2. 显示哈希表");

puts(" \t\t\t 3. 查找");

puts(" \t\t\t 4. 退出 https://www.360docs.net/doc/d417318218.html,出品");

puts("*----------------------------------------------------------------*");

restart:

printf("\n\t请选择:");

scanf("%s",&a);

switch(a) //根据选择进行判断，直到选择退出时才可以退出

{

case '1':

DisplayNameTable();

break;

case '2':

DisplayHashTable();

break;

case '3':

FindName();

break;

case '4':

exit(0);

break;

default:

printf("\n请输入正确的选择!\n");

goto restart;

}

goto start;

}

6调试分析

本程序的思路较简单，主要是对哈希表的建立，查找和输出，在写程序时最重要的是正确书写哈希函数和用伪随机探测再散列法处理冲突，真确处理可以有效减少查找长度，提高程序运行效率。 2、通过此程序的编写，慢慢了解了哈希表原理和功用 3、查找过程中曾遇到输入不同的名字。会显示相同的结果，说明哈希函数还有待改进。

7测试结果

8参考文献

1．《C程序设计（第二版）》，谭浩强，北京，清华大学出版社，1999. 2．《Visual C++实用教程（第一版）》，张荣梅、梁晓林，冶金工业出版社，2004. 3．《数据结构（C语言版）》，严蔚敏，吴伟民，清华大学出版社，

课程设计总结

经过两个星期的上机实践学习，使我们对数据结构设计有了更进一步的认识和了解，要想学好它要重在实践，要通过不断的上机操作才能更好的学习它。通过实践，我也发现我的好多不足之处，通过学习也有所改进；再有对c语言的一些标准库函数不太了解，还有对函数调用的正确使用不够熟悉，还有对c语言中经常出现的错误也不太了解。通过实践，使我在这几个方面的认识有所提高。我想我已经喜欢上这门课.