采用除留余数法定义哈希表来建立相应的哈希表和完成查找过程。

时间: 2023-11-11 16:19:56 浏览: 99

一个c++实现的哈希表类

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### 哈希表在C++中的实现 #### 概述本文介绍了一个使用C++实现的哈希表类，该类使用了模板技术来增强其通用性，并且使用了除留余数法作为散列函数的基础算法。该类不仅支持基本的操作如插入、删除、查找，还提供了遍历功能以便于调试和展示。 #### 基础概念与原理 **哈希表**是一种基于数组的数据结构，它允许用户快速地插入、删除和查找数据。哈希表的核心在于使用哈希函数将数据的关键字转换为数组的一个索引。理想情况下，这个索引应该唯一地对应每个关键字，但在实际应用中，不同的关键字可能会被映射到相同的索引上，这种情况称为**冲突**。 **除留余数法**是一种常用的构建哈希函数的方法。在这种方法中，散列函数会将关键字除以某个数，并取其余数作为索引。为了减少冲突，通常选择的除数是一个质数或接近数组大小的素数。 #### 类的设计与实现 ##### 类的声明 ```cpp template<class T, class M> class myhash { // ... }; ``` - **`template<class T, class M>`**: 使用模板类，其中`T`表示哈希表中存储的数据类型，`M`表示键的类型。 - **`public`** 和 **`protected`** 成员变量和函数定义了类的接口和实现细节。 ##### 类的成员变量 ```cpp protected: T* ht; // 存储数据的数组 bool* empty; // 标记数组中每个位置是否为空 int m; // 数组大小 int p; // 用于除留余数法的除数 int H(M key) const; // 散列函数 int Collision(M key, int i) const; // 冲突解决函数 ``` - `T* ht`: 存储数据的数组。 - `bool* empty`: 用于标记数组中每个位置是否为空。 - `int m`: 数组的大小。 - `int p`: 用于除留余数法的除数。 - `int H(M key) const`: 散列函数，根据键值计算出数组的索引。 - `int Collision(M key, int i) const`: 处理冲突的函数，当发生冲突时，根据当前索引和冲突次数计算新的索引。 ##### 公开成员函数 ```cpp public: myhash(); // 默认构造函数 myhash(int size, int divisor); // 参数化构造函数 virtual ~myhash(); // 析构函数 void traver(void (*visit)(T&)); // 遍历哈希表 bool search(const M& key, int& pos); // 查找指定键的位置 bool insert(const T& e); // 插入数据 bool Delete(const M& key); // 删除指定键的数据 myhash(const myhash<T, M>& copy); // 复制构造函数 void operator=(const myhash<T, M>& copy); // 赋值操作符 void show(); // 显示哈希表的内容 ``` - **构造函数**： - `myhash()`: 默认构造函数，初始化数组大小为100，除数为5。 - `myhash(int size, int divisor)`: 初始化数组大小和除数。 - **析构函数** (`~myhash()`): 释放分配给数组的内存。 - **遍历函数** (`traver(void (*visit)(T&))`)：遍历整个哈希表，对每个非空项调用给定的函数。 - **查找函数** (`search(const M& key, int& pos)`)：查找给定键的位置。 - **插入函数** (`insert(const T& e)`)：向哈希表中插入一个新的键值对。 - **删除函数** (`Delete(const M& key)`)：删除具有给定键的项。 - **复制构造函数** (`myhash(const myhash<T, M>& copy)`)：创建一个与另一个哈希表相同的新哈希表。 - **赋值操作符** (`operator=(const myhash<T, M>& copy)`)：将一个哈希表的内容赋值给另一个哈希表。 - **显示函数** (`show()`)：输出哈希表的内容。 #### 实现细节 - **散列函数** (`H(M key) const`)：使用除留余数法计算键值对应的索引。 - **冲突解决函数** (`Collision(M key, int i) const`)：解决冲突时，使用线性探测的方法寻找下一个空闲位置。 #### 主函数测试主函数中使用了两种类型的数据进行测试：`int`和`char`类型，主要测试了元素的插入、删除和搜索功能。以上是对该C++哈希表类的详细介绍，包括其实现原理、设计思路以及具体的功能实现。通过这个类，可以有效地管理键值对数据，提供高效的查找、插入和删除操作。

哈希表是一种常用的数据结构，它可以将数据元素映射到一个固定的位置上，这个位置就是该元素的哈希值，通过哈希值就可以快速地查找到该元素。除留余数法是哈希表的一种常用的哈希函数，它将元素的关键字除以一个不大于哈希表大小的数，取余数作为该元素的哈希值。建立哈希表时，可以将元素按照哈希值存放到相应的位置上，查找元素时，只需要计算出该元素的哈希值，然后使用该值在哈希表中查找即可。

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