C语言哈希表查找_哈希查找c语言程序代码

        在数据规模较大时，哈希表查找是最优的查找方式。理论上，哈希表的查找时间复杂度可以降为  O（1），即与数据规模无关。但是一般情况下，哈希查找的平均比较次数（ASL）并不会为1。这和哈希函数的定义和冲突解决机制密切相关。  

首先给出查找信息结构体：

struct Info 
{
    char name[30];
    char sex[3];
    char number[12];
    char college[30];
};

 数据示例：data.txt文件

格式：姓名 性别 手机号(查找关键字，根据需要修改) 学院

        哈希表的空间有三种状态，空、被占用、被删除，一般只用前两种，这里给出三个状态的声明。以及哈希表的构建。关于哈希表的长度，笔者使用的数据量是2438，根据哈希表长规则，定义哈希表长度为2707。

// 声明哈希表中每个元素的状态
enum status { EMPTY, OCCUPIED, DELETED };
typedef struct HashNode 
{
    Info info;
    enum status flag;
} HashNode;
// 构造哈希表
HashNode hash_table[2707];

        下面给出哈希函数的构造和冲突解决机制的构造，冲突解决机制采用线性探测。哈希函数和冲突解决机制可根据自身需要修改。

// 定义哈希函数
unsigned int hash_s(char number[12]) 
{
    int p = 14;
    unsigned int hash_val = 0;
    for (int i = 0; i < strlen(number); i++) 
	{
        hash_val = hash_val * p + number[i];
    }
    return hash_val % 2707; // 取模操作，控制哈希表大小
}
// 定义解决冲突的线性探测法
int linear_probe(char number[12]) {
    unsigned int index = hash_s(number);
 
    int i = 0;
    while (hash_table[index].flag == OCCUPIED && strcmp(hash_table[index].info.number, number) != 0) 
	{
        i++;   
        index = (index + i) % 2707; // 按照线形探测顺序计
    }
 
    return index;
}

哈希表插入函数和查找函数如下。

// 插入哈希表元素
void insert_hx(HashNode* hash_table, Info* info) {
    unsigned int index = hash_s(info->number);
    if (hash_table[index].flag == EMPTY || hash_table[index].flag == DELETED) 
	{
        hash_table[index].info = *info;
        hash_table[index].flag = OCCUPIED;
        return;
    }
    index = linear_probe(info->number);
    hash_table[index].info = *info;
    hash_table[index].flag = OCCUPIED;
}
// 查找哈希表元素
Info* find(HashNode* hash_table, char number[12]) 
{
    unsigned int index = hash_s(number);
	int i=0;
    HXBJ_sum=0;
    while (hash_table[index].flag != EMPTY && i < 2707) 
	{
        if (hash_table[index].flag == OCCUPIED && strcmp(hash_table[index].info.number, number) == 0)
		{
			HXBJ_sum++;
            return &(hash_table[index].info);
		}
        i++;
        index = (index + i) % 2707;
		HXBJ_sum++;
    }
    // 没有找到匹配的元素
    return NULL;
}

代码如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include<stdlib.h>
#include<iostream>
using namespace std;
int HXBJ_sum=0;
#define N 2438
struct Info 
{
    char name[30];
    char sex[3];
    char number[12];
    char college[30];
};
 
// 声明哈希表中每个元素的状态
enum status { EMPTY, OCCUPIED, DELETED };
 
typedef struct HashNode 
{
    Info info;
    enum status flag;
} HashNode;
// 构造哈希表
HashNode hash_table[2707];
// 定义哈希函数
unsigned int hash_s(char number[12]) 
{
    int p = 14;
    unsigned int hash_val = 0;
    for (int i = 0; i < strlen(number); i++) 
	{
        hash_val = hash_val * p + number[i];
    }
    return hash_val % 2707; // 取模操作，控制哈希表大小
}
// 定义解决冲突的线性探测法
int linear_probe(char number[12]) {
    unsigned int index = hash_s(number);
 
    int i = 0;
    while (hash_table[index].flag == OCCUPIED && strcmp(hash_table[index].info.number, number) != 0) 
	{
        i++;   
        index = (index + i) % 2707; // 按照线形探测顺序计
    }
 
    return index;
}
// 插入哈希表元素
void insert_hx(HashNode* hash_table, Info* info) {
    unsigned int index = hash_s(info->number);
    if (hash_table[index].flag == EMPTY || hash_table[index].flag == DELETED) 
	{
        hash_table[index].info = *info;
        hash_table[index].flag = OCCUPIED;
        return;
    }
    index = linear_probe(info->number);
    hash_table[index].info = *info;
    hash_table[index].flag = OCCUPIED;
}
// 查找哈希表元素
Info* find(HashNode* hash_table, char number[12]) 
{
    unsigned int index = hash_s(number);
	int i=0;
    HXBJ_sum=0;
    while (hash_table[index].flag != EMPTY && i < 2707) 
	{
        if (hash_table[index].flag == OCCUPIED && strcmp(hash_table[index].info.number, number) == 0)
		{
			HXBJ_sum++;
            return &(hash_table[index].info);
		}
        i++;
        index = (index + i) % 2707;
		HXBJ_sum++;
    }
    // 没有找到匹配的元素
    return NULL;
}
// 主函数
int main()
{
	Info info;
	Info* result;
	float ZB_ASL,AVL_ASL,HX_ASL,sum=0;
	int max;
	char s[12]={'0'},c='Y';      //需要查找的元素
    Info *arr,*T;
	int i=0;
	FILE *fp,*fp1;
	arr=new Info[N];
	fp=fopen("data.txt","r");
	fp1=fopen("data.txt","r");
	if(!fp||!fp1)
	{
		printf("文件打开失败，程序结束！");
		exit(0);
	}
	while(!feof(fp))
	{
		fscanf(fp,"%s %s %s %s",arr[i].name,arr[i].sex,arr[i].number,arr[i].college);
		i++;
	}
	while (!feof(fp1)) //创建哈希表
	{
		fscanf(fp1, "%s %s %s %s", info.name, info.sex, info.number, info.college);
        if (strlen(info.number) == 0) 
			continue;
        insert_hx(hash_table, &info);
    }
	max=0;
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		result = find(hash_table, arr[i].number);
		sum=sum+HXBJ_sum;
		if(HXBJ_sum>max)
		{
			max=HXBJ_sum;
		}
	}
	HX_ASL=sum/N;
	printf("哈希查找最大比较次数:%d次\n",max);
	printf("\n哈希查找ASL:%f\n\n",HX_ASL);
	while(c!='#')
	{
		printf("输入要查找的手机号码：");
		fflush(stdin);
		scanf("%s",s);
		result = find(hash_table, s);
		if(result)
		{
			printf("电话号为 %s 是 %s.其信息如下：\n",s, result->name);
			printf("姓名\t性别\t电话号码\t学院\n");
			printf("\n%s\t%s\t%s\t%s\n",result->name,result->sex,result->number,result->college);
			printf("哈希查找共比较了%d次!\n\n",HXBJ_sum);
		}
		else
		{
			printf("\n电话号为%s的人没有找到.\n",s);
			printf("哈希查找共比较了%d次!\n\n",HXBJ_sum);
		}
		printf("是否继续查找(#结束查找)：");
		fflush(stdin);
		c=getchar();
		HXBJ_sum=0;
	}
	fclose(fp);
    return 0;
}

 运行得到如下结果：

         本文基于vs2010旗舰版编译器，使用其他编译器可能需要改动代码才可以运行，如果有错误，欢迎讨论。