用C语言(1)自动生成包含数十、数百、数千正整数的若干集合,作为构建不同规模查找表的基础; (2)根据(1)中生成的正整数集合构造散列表,采用除留余数法H(key) = key % p (p<m) 作为散列函数,采用开放地址法处理冲突,测量不同规模散列表的查找平均查找长度; (3)基于散列表的工作原理,采用除留余数法H(key) = key % p (p<m) 作为散列函数,采用链地址法处理冲突,采用控制变量的原理设计实验并观测实验结果,探明散列表的长度m、散列函数的除数p,散列表的装填因子对散列函数平均查找长度的影响规律,形成结论。
时间: 2023-07-14 14:13:58 浏览: 106
这是一个比较复杂的编程和算法问题,需要一定的时间和专业知识才能完成。以下是一个可能的解决方案:
1. 生成正整数集合
可以使用C语言的随机数生成器函数来生成指定数量的正整数集合,例如:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define MAX_NUM 10000
int main()
{
int n = 100; // 生成100个正整数
int set[MAX_NUM];
int i;
srand(time(NULL)); // 设置随机数种子
for (i = 0; i < n; i++) {
set[i] = rand() % MAX_NUM + 1; // 生成1~MAX_NUM之间的随机数
printf("%d ", set[i]);
}
return 0;
}
```
2. 构造散列表
采用除留余数法作为散列函数,可以先定义一个散列表结构体:
```c
#define MAX_TABLE_SIZE 1000
typedef struct {
int key;
int value;
} HashEntry;
typedef struct {
HashEntry entries[MAX_TABLE_SIZE];
int size;
} HashTable;
```
然后可以实现插入和查找操作:
```c
int hash(int key, int p)
{
return key % p;
}
int insert(HashTable *table, int key, int value, int p)
{
int index = hash(key, p);
while (table->entries[index].key != 0) {
index = (index + 1) % MAX_TABLE_SIZE; // 开放地址法处理冲突
}
table->entries[index].key = key;
table->entries[index].value = value;
table->size++;
return index;
}
int search(HashTable *table, int key, int p)
{
int index = hash(key, p);
while (table->entries[index].key != key) {
if (table->entries[index].key == 0) {
return -1; // 没找到
}
index = (index + 1) % MAX_TABLE_SIZE;
}
return table->entries[index].value;
}
```
3. 测量不同规模散列表的查找平均查找长度
可以定义一个函数来计算散列表的平均查找长度:
```c
float calculate_average_search_length(HashTable *table, int p)
{
int i, j, k;
int total_len = 0;
int count = 0;
for (i = 0; i < MAX_NUM; i++) {
if (table->entries[i].key != 0) {
j = i;
k = 1;
while (table->entries[j].key != 0) {
if (k > MAX_NUM) {
printf("ERROR: too many iterations\n");
return -1;
}
j = (j + 1) % MAX_TABLE_SIZE;
k++;
}
total_len += k;
count++;
}
}
return (float)total_len / count;
}
```
然后就可以在主函数中生成不同规模的正整数集合,构造散列表,并计算平均查找长度:
```c
int main()
{
int n = 100; // 生成100个正整数
int set[MAX_NUM];
int i;
srand(time(NULL)); // 设置随机数种子
for (i = 0; i < n; i++) {
set[i] = rand() % MAX_NUM + 1; // 生成1~MAX_NUM之间的随机数
}
HashTable table;
table.size = 0;
// 构造散列表
for (i = 0; i < n; i++) {
insert(&table, set[i], i, 7); // p=7
}
// 计算平均查找长度
float len = calculate_average_search_length(&table, 7);
printf("Average search length: %.2f\n", len);
return 0;
}
```
4. 探明散列表的长度m、散列函数的除数p,散列表的装填因子对散列函数平均查找长度的影响规律
可以通过多次运行上述程序,分别使用不同的散列函数除数和不同的正整数集合规模,来观察散列表长度、装填因子和平均查找长度之间的关系。例如:
```c
int main()
{
int n = 1000; // 生成1000个正整数
int set[MAX_NUM];
int i;
srand(time(NULL)); // 设置随机数种子
for (i = 0; i < n; i++) {
set[i] = rand() % MAX_NUM + 1; // 生成1~MAX_NUM之间的随机数
}
HashTable table;
table.size = 0;
// 构造散列表
for (i = 0; i < n; i++) {
insert(&table, set[i], i, 31); // p=31
}
// 计算平均查找长度
float len = calculate_average_search_length(&table, 31);
printf("n=%d, p=%d, m=%d, alpha=%.2f, average search length: %.2f\n", n, 31, MAX_TABLE_SIZE, (float)n / MAX_TABLE_SIZE, len);
return 0;
}
```
可以通过多次运行并记录结果,分析不同参数对平均查找长度的影响规律。
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