数据结构课程设计哈希表

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哈希表数据结构例题

哈希表数据结构例题

哈希表数据结构例题哈希表(HashTables)是一种用于存储数据的结构,它根据键(key)计算出一个值(value),从而将数据存储到对应的位置上。

它是一种用空间换取时间的算法,通过哈希函数将键值转化为整数,并将其映射到一个“桶”中,快速定位查找所需的数据,从而大大减少搜索时间。

哈希表也常用于排序、缓存、验证数据的完整性等方面。

哈希表的原理哈希表的主要原理就是使用一种称为哈希函数(hash function)的算法来将键值转化为整数,然后将其映射到一个“桶”中,也就是一个包含要存储的值的有序数组。

哈希函数是把任意字符串或其他数据类型,转换为一个固定长度的整数,也就是所谓的“哈希值”。

这个哈希值可以根据“哈希函数”的设计,映射到0到桶的大小减一之间的某一个整数。

这样,哈希表就可以把原来的数据,通过哈希值转换为一个范围较小的数,把数据存储到一个有序的桶中,从而大大缩短搜索时间。

哈希表的实现哈希表是使用数组和链表实现的。

数组存放键值对,链表可以解决键值重复的情况,其中每个节点存放着该键值对应的值。

为了更有效的利用存储空间,哈希表有时会采取扩容的方式,即把原来的数组容量翻倍,当存储满的时候就重新分配内存空间,并把原来的数据重新哈希映射到新的桶中。

哈希表的用途哈希表除了作为存储数据的结构,也可以用于排序、缓存、验证数据的完整性等问题。

哈希表常被用来实现快速查找和插入功能,而且它的查找时间复杂度主要取决于所使用的哈希函数,一般在O(1)时间内就可以完成查找。

哈希表也可以快速统计某一个键出现的次数,实现计数排序(Counting Sort)等功能。

哈希表的例题例子1:设计一个哈希表,能够把一个字符串(String)转换为一个哈希值,并且能够用这个哈希值搜索相应的字符串。

解题思路:首先,需要设计一种哈希函数,把一个任意长度的字符串,转换为一个固定长度的哈希值,这里可以采用把字符串中每个字符的ASCII码值相加,再除以字符串长度,取余数的方法。

数据结构课程设计--哈希表实验报告

数据结构课程设计--哈希表实验报告

福建工程学院课程设计课程:算法与数据结构题目:哈希表专业:网络工程班级:xxxxxx班座号:xxxxxxxxxxxx姓名:xxxxxxx2011年12 月31 日实验题目:哈希表一、要解决的问题针对同班同学信息设计一个通讯录,学生信息有姓名,学号,电话号码等。

以学生姓名为关键字设计哈希表,并完成相应的建表和查表程序。

基本要求:姓名以汉语拼音形式,待填入哈希表的人名约30个,自行设计哈希函数,用线性探测再散列法或链地址法处理冲突;在查找的过程中给出比较的次数。

完成按姓名查询的操作。

运行的环境:Microsoft Visual C++ 6.0二、算法基本思想描述设计一个哈希表(哈希表内的元素为自定义的结构体)用来存放待填入的30个人名,人名为中国姓名的汉语拼音形式,用除留余数法构造哈希函数,用线性探查法解决哈希冲突。

建立哈希表并且将其显示出来。

通过要查找的关键字用哈希函数计算出相应的地址来查找人名。

通过循环语句调用数组中保存的数据来显示哈希表。

三、设计1、数据结构的设计和说明(1)结构体的定义typedef struct //记录{NA name;NA xuehao;NA tel;}Record;录入信息结构体的定义,包含姓名,学号,电话号码。

typedef struct //哈希表{Record *elem[HASHSIZE]; //数据元素存储基址int count; //当前数据元素个数int size; //当前容量}HashTable;哈希表元素的定义,包含数据元素存储基址、数据元素个数、当前容量。

2、关键算法的设计(1)姓名的折叠处理long fold(NA s) //人名的折叠处理{char *p;long sum=0;NA ss;strcpy(ss,s); //复制字符串,不改变原字符串的大小写strupr(ss); //将字符串ss转换为大写形式p=ss;while(*p!='\0')sum+=*p++;printf("\nsum====================%d",sum);return sum;}(2)建立哈希表1、用除留余数法构建哈希函数2、用线性探测再散列法处理冲突int Hash1(NA str) //哈希函数{long n;int m;n=fold(str); //先将用户名进行折叠处理m=n%HASHSIZE; //折叠处理后的数,用除留余数法构造哈希函数return m; //并返回模值}Status collision(int p,int c) //冲突处理函数,采用二次探测再散列法解决冲突{int i,q;i=c/2+1;while(i<HASHSIZE){if(c%2==0){c++;q=(p+i*i)%HASHSIZE;if(q>=0) return q;else i=c/2+1;}else{q=(p-i*i)%HASHSIZE;c++;if(q>=0) return q;else i=c/2+1;}}return UNSUCCESS;}void benGetTime();}else printf("\n此人不存在,查找不成功!\n");benGetTime();}(4)显示哈希表void ShowInformation(Record* a) //显示输入的用户信息{int i;system("cls");for( i=0;i<NUM_BER;i++)printf("\n第%d个用户信息:\n 姓名:%s\n 学号:%s\n 电话号码:%s\n",i+1,a[i].name,a[i].xuehao,a[i].tel);}(5)主函数的设计void main(int argc, char* argv[]){Record a[MAXSIZE];int c,flag=1,i=0;HashTable *H;H=(HashTable*)malloc(LEN);for(i=0;i<HASHSIZE;i++){H->elem[i]=NULL;H->size=HASHSIZE;H->count=0;}while (1){ int num;printf("\n ");printf("\n 欢迎使用同学通讯录录入查找系统");printf("\n 哈希表的设计与实现");printf("\n 【1】. 添加用户信息");printf("\n 【2】. 读取所有用户信息");printf("\n 【3】. 以姓名建立哈希表(再哈希法解决冲突) ");printf("\n 【4】. 以电话号码建立哈希表(再哈希法解决冲突) ");printf("\n 【5】. 查找并显示给定用户名的记录");printf("\n 【6】. 查找并显示给定电话号码的记录");printf("\n 【7】. 清屏");printf("\n 【8】. 保存");printf("\n 【9】. 退出程序");printf("\n 温馨提示:");printf("\n Ⅰ.进行5操作前请先输出3 ");printf("\n Ⅱ.进行6操作前请先输出4 ");printf("\n");printf("请输入一个任务选项>>>");printf("\n");scanf("%d",&num);switch(num){case 1:getin(a);break;case 2:ShowInformation(a);break;case 3:CreateHash1(H,a); /* 以姓名建立哈希表*/break;case 4:CreateHash2(H,a); /* 以电话号码建立哈希表*/break;case 5:c=0;SearchHash1(H,c);break;case 6:c=0;SearchHash2(H,c);break;case 7:Cls(a);break;case 8:Save();break;case 9:return 0;break;default:printf("你输错了,请重新输入!");printf("\n");}}system("pause");return 0;3、模块结构图及各模块的功能:四、源程序清单:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include <windows.h>#define MAXSIZE 20 #define MAX_SIZE 20 #define HASHSIZE 53 #define SUCCESS 1#define UNSUCCESS -1#define LEN sizeof(HashTable)typedef int Status;typedef char NA[MAX_SIZE];typedef struct {NA name;NA xuehao;NA tel;}Record;typedef struct {Record *elem[HASHSIZE]; int count; int size; }HashTable;Status eq(NA x,NA y) {if(strcmp(x,y)==0)return SUCCESS;else return UNSUCCESS;}Status NUM_BER;void getin(Record* a) {int i;system("cls");printf("输入要添加的个数:\n");scanf("%d",&NUM_BER);for(i=0;i<NUM_BER;i++){printf("请输入第%d个记录的姓名:\n",i+1);scanf("%s",a[i].name);printf("请输入%d个记录的学号:\n",i+1);scanf("%s",a[i].xuehao);printf("请输入第%d个记录的电话号码:\n",i+1);scanf("%s",a[i].tel);}}void ShowInformation(Record* a){int i;system("cls");for( i=0;i<NUM_BER;i++)printf("\n第%d个用户信息:\n 姓名:%s\n 学号:%s\n 电话号码:%s\n",i+1,a[i].name,a[i].xuehao,a[i].tel);}void Cls(Record* a){printf("*");system("cls");}long fold(NA s){char *p;long sum=0;NA ss;strcpy(ss,s);strupr(ss);p=ss;while(*p!='\0')sum+=*p++;printf("\nsum====================%d",sum);return sum;}int Hash1(NA str){int m;n=fold(str);m=n%HASHSIZE;return m;}int Hash2(NA str){long n;int m;n = atoi(str);m=n%HASHSIZE;return m;}Status collision(int p,int c){int i,q;i=c/2+1;while(i<HASHSIZE){if(c%2==0){c++;q=(p+i*i)%HASHSIZE;if(q>=0) return q;else i=c/2+1;}else{q=(p-i*i)%HASHSIZE;c++;if(q>=0) return q;else i=c/2+1;}}return UNSUCCESS;}void benGetTime();void CreateHash1(HashTable* H,Record* a){ int i,p=-1,c,pp;system("cls"); benGetTime();for(i=0;i<NUM_BER;i++){p=Hash1(a[i].name);pp=p;while(H->elem[pp]!=NULL) {pp=collision(p,c);if(pp<0){printf("第%d记录无法解决冲突",i+1);continue;}}H->elem[pp]=&(a[i]);H->count++;printf("第%d个记录冲突次数为%d。

第七章-哈希表

第七章-哈希表

哈希表又称散列表,实际上就是一个数组。

哈希函数是一个用来求存储在哈希的关键字在哈希表的地址下标的函数.比如一个哈希表int hashtable[5];现在有下面4个数要存入到哈希表中:(3,15,22,24)给定一个哈希函数: H(k)=k % 5最终数据存储如下图:理想情况下,哈希函数在关键字和地址之间建立了一个一一对应关系,从而使得查找只需一次计算即可完成。

由于关键字值的某种随机性,使得这种一一对应关系难以发现或构造。

因而可能会出现不同的关键字对应一个存储地址。

即k1≠k2,但H(k1)=H(k2),这种现象称为冲突。

把这种具有不同关键字值而具有相同哈希地址的对象称“同义词”。

在大多数情况下,冲突是不能完全避免的。

这是因为所有可能的关键字的集合可能比较大,而对应的地址数则可能比较少。

对于哈希技术,主要研究两个问题:(1)如何设计哈希函数以使冲突尽可能少地发生。

(2)发生冲突后如何解决。

哈希函数的构造方法:构造好的哈希函数的方法,应能使冲突尽可能地少,因而应具有较好的随机性。

这样可使一组关键字的散列地址均匀地分布在整个地址空间。

根据关键字的结构和分布的不同,可构造出许多不同的哈希函数。

1.直接定址法直接定址法是以关键字k本身或关键字加上某个数值常量c作为哈希地址的方法。

该哈希函数H(k)为:H(k)=k+c (c≥0)这种哈希函数计算简单,并且不可能有冲突发生。

当关键字的分布基本连续时,可使用直接定址法的哈希函数。

否则,若关键字分布不连续将造成内存单元的大量浪费。

2.除留余数法(注意:这种方法常用)取关键字k除以哈希表长度m所得余数作为哈希函数地址的方法。

即:H(k)=k %m这是一种较简单、也是较常见的构造方法。

这种方法的关键是选择好哈希表的长度m 。

使得数据集合中的每一个关键字通过该函数转化后映射到哈希表的任意地址上的概率相等。

理论研究表明,在m 取值为素数(质数)时,冲突可能性相对较少。

NOIP基础数据结构_哈希、并查集

NOIP基础数据结构_哈希、并查集

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•解决冲突方法有多种,最常见的有“拉链 法”和“线性探测法”。下面主要讲解这 两种hash表的实现方法。
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哈希表(hash)
hash表的拉链法实现图示
•Key2与keyN冲突
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Key1 Key2 Key3 . . . KeyN
hash表的拉链法实现pascal版
const
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//注:本程序用数组模拟指针法编程
maxN = 1000000; maxM = 2000003; //大质数,通常 maxM > 2*maxN
type
Tnode =record x, c :longint; next :longint; end; //记录读入数据x和计数器c //用数组模拟指针,next是下一个元素下标
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哈希表(hash)
hash表的拉链法实现pascal版
begin
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assign(input,'expa.in'); reset(input); assign(output,'expa.out'); rewrite(output); readln(n); for i:=1 to n do
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•hash的思想是能直接找到需要的元素,因此必须 在元素的存储位置和它的关键字之间建立一确定 的对应关系f,使每个关键字和存储结构中一个( 几乎)唯一的存储位置相对应。

哈希表的设计与实现

哈希表的设计与实现

合肥学院计算机科学与技术系课程设计报告2007~2008学年第2学期课程数据结构与算法课程设计名称哈希表的设计与实现学生姓名学号0604011026专业班级06 计科 (1)指导教师2008年9月一、课程设计题目:(哈希表的设计与实现的问题)设计哈希表实现电话号码查询系统。

设计程序完成以下要求:( 1)设每个记录有下列数据项:电话号码、用户名、地址;(2)从键盘输入各记录,分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表;( 3)采用再哈希法解决冲突;(4)查找并显示给定电话号码的记录;(5)查找并显示给定用户的记录。

二、问题分析和任务定义1、问题分析要完成如下要求:设计哈希表实现电话号码查询系统。

实现本程序需要解决以下几个问题:(1)如何设计一个结点使该结点包括电话号码、用户名、地址。

(2)如何分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表。

(3)如何利用再哈希法解决冲突。

(4)如何实现用哈希法查找并显示给定电话号码的记录。

(5)如何查找并显示给定用户的记录。

2、任务定义由问题分析知,本设计主要要求分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表,并实现查找功能。

所以本设计的核心问题是如何解决散列的问题,亦即设计一个良好的哈希表。

由于结点的个数无法确认,并且如果采用线性探测法散列算法,删除结点会引起“信息丢失”的问题。

所以采用链地址法散列算法。

采用链地址法,当出现同义词冲突时,使用链表结构把同义词链接在一起,即同义词的存储地址不是散列表中其他的空地址。

首先,解决的是定义链表结点,在链地址法中,每个结点对应一个链表结点,它由三个域组成,而由于该程序需要分别用电话号码和用户名为关键字建立哈希表,所以该链表结点它是由四个域组成.name[8]、num[11]和address[20]都是char浮点型,输入输出都只能是浮点型的。

采用链地址法,其中的所有同义词构成一个单链表,再由一个表头结点指向这个单链表的第一个结点。

这些表头结点组成一个一维数组,即哈希表。

数据结构课程设计报告——哈希表实现电话号码查询

数据结构课程设计报告——哈希表实现电话号码查询

数据结构课程设计报告一、需求分析1问题描述:根据需要设计出合理的函数,并由此建立相应的表。

要求:1)每个电话用户信息包括(姓名,电话,住址)信息。

2)可以使用姓名与地址查找相应的用户信息。

3)使用表实现。

使用开放定址法解决冲突。

2 基本要求:1)记录每个用户的姓名、地址和电话。

2)从键盘输入,以姓名和地址为关键字分别建立表。

3)用开放地址法解决冲突。

4)分别按姓名和地址查找并显示电话号码。

二、概要设计三、详细设计定义结构表{定义表内的所有成员}[];( x[])关键字转换为数值{求字符数组x每个字符对应的值的绝对值之和,并返回最后结果}( )创建表{创建表,并初始化它}( d) 按姓名插入{以姓名为关键字,调用关键字转换函数将对应的电话号码存储到相应的存储空间。

若该位置已经被存储,则向后移一位(当移到最后一位,就移到头部继续)。

若还有冲突重复上一步。

当所有空间都查过一遍,发现没有空位,则输出“没有存储空间”。

}( d)按地址插入{以地址为关键字,调用关键字转换函数将对应的电话号码存储到相应的存储空间。

若该位置已经被存储,则向后移一位(当移到最后一位,就移到头部继续)。

若还有冲突重复上一步。

当所有空间都查过一遍,发现没有空位,则输出“没有存储空间”。

}( )表插入{输入用户姓名、地址和电话,分别调用按姓名插入和按地址插入函数进行插入。

重复上面的步骤,直到你不想继续或空间已满。

}( )按姓名查找{输入你想要查询的姓名,对它进行转换,再查找。

若该位置不空或求得的关键字所对应的数值与该位置的数值不相等,则向后移一位(当移到最后一位,就移到头部继续)。

若还有冲突重复上一步。

当所有空间都查过一遍,发现没有找到,则输出“不存在”。

若该位置空,则输出“不存在”。

若查找到,则输出电话号码。

}( )按地址查找{输入你想要查询的地址,对它进行转换,再查找。

若该位置不空或求得的关键字所对应的数值与该位置的数值不相等,则向后移一位(当移到最后一位,就移到头部继续)。

数据结构.第9章.查找.4.哈希表

数据结构.第9章.查找.4.哈希表

§9.3 哈希表
开放地址法
例:关键码集为 {47,7,29,11,16,92,22,8,3}, 设:哈希表表长为m=11; 哈希函数为Hash(key)=key mod 11; 拟用线性探测法处理冲突。建哈希表: 0 1
11 22
2
3
4
5
6
3
7
7
8
29
9
8
10
47 92 16
§9.3 哈希表
开放地址法
选用关键字的某几位组合成哈希地址。
选用原则应当是:各种符号在该位上出现的频率大致
相同。
适于关键字位数比哈希地址位数大,且可能出现的关 键字事先知道的情况。
§9.3 哈希表
数字分析法
例:有一组(例如80个)关键码,其样式如下: 讨论: 3 4 7 0 5 2 4 ① 第1、2位均是“3和4”,第3位也只有 3 4 9 1 4 8 7 3 4 8 2 6 9 6 “ 7、8、9”,因此,这几位不能用,余 3 4 8 5 2 7 0 下四位分布较均匀,可作为哈希地址选用。 3 4 8 6 3 0 5 ② 若哈希地址取两位(因元素仅80个), 3 4 9 8 0 5 8 则可取这四位中的任意两位组合成哈希地 3 4 7 9 6 7 1 址,也可以取其中两位与其它两位叠加求 3 4 7 3 9 1 9 和后,取低两位作哈希地址。 位号:① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
拟用二次探测法处理冲突。建哈希表如下: Hi = ( H(K)+di ) mod m 其中di =12, -12, 22,-22,…, j2, -j2 ( j≤m/2)。
0 1
11 22
2
3
3
4
5
6
7

数据结构 第4章

数据结构 第4章



例子

假设要建立一个地址区间长度为13的哈希表,哈希函数为 H(key) = Ord(关键字第一个字母)-1)/2 其中函数Ord求字母在字母表中的序号。例如,字母A在 字母表中的序号为1, Ord(‘A’)=1。 现将关键字依次为Zhao, Qian, Sun, Li, Wu, Chen, Han的 7 个记录插入该哈希表。


例子

例如构造一个数据元素个数n = 60,哈希地址空间长度m = 100 的哈希表。 对关键字分析发现,关键字的第 1、2、3、6位取值比较集中,不 宜作为哈希地址,
…… 8 8 8 8 8 8 8 8 1 1 2 1 2 2 1 1 3 3 7 3 7 7 3 3 1 2 3 4 0 7 8 7 6 9 3 6 4 1 6 8 6 6 8 6 2 0 7 2 3 1 3 6 2 5 8 4 5 8 2
数据结构
广东工业大学 计算机学院
第4章 哈希表
第4章 哈希表


4.1 哈希表的概念 4.2 哈希函数的构造方法

4.2.1 直接定址法 4.2.2 除留余数法 4.2.3 数字分析法 4.2.4 折叠法 4.2.5 平方取中法 4.3.1 开放定址法 4.3.2 链地址法 链地址哈希表的实现 开放定址哈希表的实现
移位叠加 0040 1108 1053 0216 + 9891 (1)2308

Z形叠加 0040 8011 1053 6120 + 9891 (2)5115
4.2.5 平方取中法


平方取中法先取关键字的平方,然后根据哈希表地址区 间长度m的大小,选取平方数的中间若干位作为哈希地 址。通过取平方扩大关键字之间的差别,而平方值的中 间若干位和这个数的每一位都相关,使得不同关键字的 哈希函数值分布较为均匀,不易产生冲突。 设哈希表地址区间长度为1000,可取关键字平方值的中 间三位。
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数据结构课程设计报告
课题四哈希表查找的设计
1. 任务和功能要求
设哈希表长为20,用除留余数法构造一个哈希函数,以开放定址法中的线性探测再散列法作为解决冲突的方法,编程实现哈希表查找、插入和建立算法。

2. 需求分析
用户输入20个以内的数字存储在哈希表中,并可以在表中查找关键字。

3.概要设计
typedef struct
{
int *key; //关键字
int count; //表长
}HashTable;
int creat(HashTable *T) //初始化哈希表
程序调用关系如下:
主函数模块
哈希表初始化模块查询模块
插入模块
4. 详细设计
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#include <conio.h>
typedef struct
{
int *key; //关键字
int count; //表长
}HashTable;
int search(HashTable *T,int k) //初始化哈希表
{
int a;
a=k%13;
while(a<20)
{
if(T->key[a]==k) break;
a++;
}
if(a<20)
return a;
else
return 0;
}
void insert(HashTable *T,int k)
{
int i,j;
i=search(T,k);
if(i!=0)
printf(" 关键字已存在于位置%d",i); else
{
j=k%13;
while(j<20)
{
if(T->key[j]==0)
{
T->key[j]=k;break;
}
else j++;
}
}
}
int func(HashTable *T)
{
int a,k;
printf("______________________________________________________\n"); printf(" 查找\n\n"); printf("请输入关键字:");
scanf("%d",&k);
a=search(T,k);
if(a!=0)
printf(" \n关键字位置为%d\n",a);
else
printf(" \n未查找到关键字");
return 0;
printf("\n\n输入任意值返回");
getch();
system("cls");
}
int creat(HashTable *T)
{
int i,j,m,a;
T->key=(int *)malloc(20*sizeof(int));
for(m=0;m<20;m++)
T->key[m]=0;
printf("________________________________________________________\n"); printf("请输入关键字个数:");
scanf("%d",&i);
printf("\n请输入关键字:\n");
for(j=0;j<i;j++)
{
scanf("%d",&a);
insert(T,a);
T->count++;
}
return 0;
}
int main()
{
HashTable T;
creat(&T);
func(&T);
return 0;
}
5. 调试分析
1)在函数insert中,T->key[j]=k;后没有写break;使得插入第一个数会占满所有空间,无法再次插入。

6. 用户手册
1)演示程序的运行环境为Windows8.1系统,Microsoft Visual Studio 6.0中的Microsoft Visual C++ 6.0中运行。

执行文件为:哈希表.exe
2)进入演示程序后即显示DOS形式的界面:
3)接受其他命令后即执行相应运算和显示相应结果。

7.测试结果
1)
2)输入12个关键字
3)查找关键字。

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