1. 自动生成包含数百、数千、数万正整数的若干集合,作为构建不同规模查找表的基础; 2. 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,采用线性探测法处理冲突,实现散列查找算法,根据(1)中生成的正整数集合构造散列表,测量不同规模散列表的平均查找长度; 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,实现散列查找算法,根据(1)中生成的正整数集合构造散列表,测量不同规模散列表的平均查找长度;并写出相关代码
时间: 2023-06-18 13:03:31 浏览: 250
这是一个比较复杂的问题,需要涉及到数据结构和算法的知识,下面我将分步解释。
1. 生成正整数集合
我们可以使用随机数生成算法来生成包含数百、数千、数万正整数的集合。这里提供一个Python实现的示例:
```python
import random
# 生成包含n个正整数的集合
def generate_set(n):
s = set()
while len(s) < n:
s.add(random.randint(1, 10000))
return s
# 生成不同规模的集合
set_100 = generate_set(100)
set_1000 = generate_set(1000)
set_10000 = generate_set(10000)
```
2. 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,采用线性探测法处理冲突,实现散列查找算法,根据(1)中生成的正整数集合构造散列表,测量不同规模散列表的平均查找长度;
散列表是一种常用的数据结构,它通过散列函数将数据映射到一个固定大小的数组中,从而实现快速的查找操作。散列函数的作用是将关键字映射到一个固定的位置,以实现常数级别的查找效率。除留余数法是一种常用的散列函数,它可以将任意大小的关键字映射到一个固定范围内的位置。线性探测法是一种处理冲突的方法,它在发生冲突的时候,将关键字插入到散列表中下一个空的位置。如果下一个位置也被占用了,就继续向后探测,直到找到一个空的位置为止。
下面是一个Python实现的散列表,使用除留余数法和线性探测法来处理冲突:
```python
class HashTable:
def __init__(self, size):
self.size = size
self.keys = [None] * size
self.values = [None] * size
def __setitem__(self, key, value):
index = self.hash(key)
while self.keys[index] is not None and self.keys[index] != key:
index = (index + 1) % self.size
self.keys[index] = key
self.values[index] = value
def __getitem__(self, key):
index = self.hash(key)
while self.keys[index] is not None:
if self.keys[index] == key:
return self.values[index]
index = (index + 1) % self.size
raise KeyError(str(key))
def hash(self, key):
return key % self.size
def avg_search_length(self):
total = 0
count = 0
for i in range(self.size):
if self.keys[i] is not None:
total += self.search_length(i)
count += 1
return total / count
def search_length(self, index):
current_key = self.keys[index]
count = 0
while self.keys[index] is not None and self.keys[index] != current_key:
count += 1
index = (index + 1) % self.size
return count
# 构造散列表
def build_hash_table(s):
size = len(s)
h = HashTable(size)
for key in s:
h[key] = key
return h
# 测量平均查找长度
def measure_avg_search_length(s):
h = build_hash_table(s)
avg_search_length = h.avg_search_length()
print(f"集合大小: {len(s)}, 平均查找长度: {avg_search_length}")
# 测试不同规模散列表的平均查找长度
measure_avg_search_length(set_100)
measure_avg_search_length(set_1000)
measure_avg_search_length(set_10000)
```
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,实现散列查找算法,根据(1)中生成的正整数集合构造散列表,测量不同规模散列表的平均查找长度;并写出相关代码
链地址法是另一种处理冲突的方法,它在发生冲突的时候,将关键字插入到一个链表中。这个链表可以是一个简单的Python列表,也可以是一个更复杂的数据结构,如链表或树。
下面是一个Python实现的散列表,使用除留余数法和链地址法来处理冲突:
```python
class ListNode:
def __init__(self, key, value):
self.key = key
self.value = value
self.next = None
class HashTable:
def __init__(self, size):
self.size = size
self.table = [None] * size
def __setitem__(self, key, value):
index = self.hash(key)
node = self.table[index]
while node is not None:
if node.key == key:
node.value = value
return
node = node.next
new_node = ListNode(key, value)
new_node.next = self.table[index]
self.table[index] = new_node
def __getitem__(self, key):
index = self.hash(key)
node = self.table[index]
while node is not None:
if node.key == key:
return node.value
node = node.next
raise KeyError(str(key))
def hash(self, key):
return key % self.size
def avg_search_length(self):
total = 0
count = 0
for i in range(self.size):
if self.table[i] is not None:
total += self.search_length(self.table[i])
count += 1
return total / count
def search_length(self, node):
count = 0
while node is not None:
count += 1
node = node.next
return count
# 构造散列表
def build_hash_table(s):
size = len(s)
h = HashTable(size)
for key in s:
h[key] = key
return h
# 测量平均查找长度
def measure_avg_search_length(s):
h = build_hash_table(s)
avg_search_length = h.avg_search_length()
print(f"集合大小: {len(s)}, 平均查找长度: {avg_search_length}")
# 测试不同规模散列表的平均查找长度
measure_avg_search_length(set_100)
measure_avg_search_length(set_1000)
measure_avg_search_length(set_10000)
```
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