"大数据结构课程设计--哈希表实验报告材料"

版权申诉
5星 · 超过95%的资源 1 下载量 180 浏览量 更新于2024-03-04 1 收藏 1.74MB DOC 举报
char name[20]; //姓名 int studentID; //学号 long phoneNumber; //电话号码 } Student; typedef struct//哈希表节点 { int key; //关键字 Student data; //学生信息 } HashNode; typedef struct//哈希表 { HashNode *hashNodes; //哈希节点数组 int size; //哈希表大小 } HashTable; 在上述代码中,我们定义了学生结构体Student,包含了姓名、学号和电话号码等信息。然后定义了哈希表节点结构体HashNode,包含了关键字key和学生信息data。最后定义了哈希表结构体HashTable,包含了哈希节点数组和哈希表大小。 2、哈希函数的设计和说明 我们使用了除留余数法来构造哈希函数,具体代码如下: int hashFunction(char *name, int size) { int hash = 0; while (*name) { hash = (hash * 31 + *name) % size; name++; } return hash; } 在上述代码中,我们通过遍历姓名字符串,将每个字符的ASCII码值乘以31再加上前一个字符的哈希值,最后取余数得到哈希值。 3、线性探测法的设计和说明 我们使用了线性探测法来解决哈希冲突,具体代码如下: void insert(HashTable *hashTable, Student student) { int key = hashFunction(student.name, hashTable->size); while (hashTable->hashNodes[key].data.phoneNumber != 0) { key = (key + 1) % hashTable->size; } hashTable->hashNodes[key].key = key; hashTable->hashNodes[key].data = student; } 在上述代码中,我们通过哈希函数计算关键字,然后若该位置已经被占用,则向后寻找下一个位置,直到找到一个空位置插入数据。 4、查找功能的设计和说明 我们通过哈希函数计算关键字,然后通过循环来查找对应的学生信息,具体代码如下: Student find(HashTable *hashTable, char *name) { int key = hashFunction(name, hashTable->size); while (strcmp(hashTable->hashNodes[key].data.name, name) != 0) { key = (key + 1) % hashTable->size; } return hashTable->hashNodes[key].data; } 在上述代码中,我们通过哈希函数计算关键字,然后若该位置的姓名和要查找的姓名不相等,则向后寻找下一个位置,直到找到对应的学生信息。 5、实验结果与分析 通过实验,我们成功设计了一个哈希表数据结构用来存放30个人名,通过哈希函数和线性探测法解决了哈希冲突,并能够进行数据的插入和查找操作。实验结果表明,我们的哈希表能够高效地存储和查找学生信息,具有较好的性能表现。 综上所述,本次实验中我们设计了一个哈希表数据结构,并通过哈希函数和线性探测法实现了哈希表的建立、插入和查找操作。该哈希表能够高效地存储和查找学生信息,为实际应用提供了一种有效的数据结构。通过本次实验,我们对哈希表的原理和实现方法有了更深入的理解,提高了对算法与数据结构的掌握能力。
2011-05-16 上传
一、 设计课题:哈希表设计 二、 需求分析: 课题的目的和任务:根据数据元素的关键字和哈希函数建立哈希表并初始化哈希表,用开放定址法处理冲突,按屏幕输出的功能表选择所需的功能实现用哈希表对数据元素的插入,显示,查找,删除。 初始化哈希表时把elem[MAXSIZE]、elemflag[MAXSIZE]和count分别置0。创建哈希表时按哈希函数创建哈希表,输入数据元素的关键字时,以“0”结束输入且要求关键字为正整数,数据元素个数不允许超过表长MAXSIZE。 输出的形式:根据所选择的哈希表的功能输出相应提示语句和正确结果。 程序的功能:将一组个数不超过哈希表长度的数据元素,按其关键字和哈希函数存入哈希表中,如果产生冲突用开放定址法处理并找出相应的地址。能实现用哈希表对数据元素的插入,显示,查找,删除。 测试数据: maxsize=10 哈希函数:H(key)=key%7 处理冲突方法: 开放定址法 Hi=(H(key)+di)%13 i=1,2,3,…,9 三、实验概要设计: ADT HashTable { 数据对象:D1={ai|ai∈elem[MAXSIZE],i=0,1,2,…,0≦n≦MAXSIZE } elem [MAXSIZE]是哈希表中关键字的集合,MAXSIZE为哈希表长。} D2={ai|ai∈elemflag[MAXSIZE]是哈希表中有无关键字的标志的集合,MAXSIZE为哈希表长。} 基本操作: Hash(key) 初始条件:数据元素关键字key已存在 操作结果:根据哈希函数计算相应地址,并返回此地址。 InitialHash(HashTable &H) 初始条件:哈希表H已存在 操作结果:初始化哈希表把elem[MAXSIZE]、elemflag[MAXSIZE]和count分别置0。 SearchHash(HashTable &H,int k) 初始条件:哈希表H已存在 操作结果:在开放定址哈希表H中查找关键字为k的元素,若查找成功,并返回SUCCESS;否则返回UNSUCCESS。 InsertHash(HashTable &H,int e) 初始条件:哈希表H已存在 操作结果:查找不成功时插入数据元素e到开放定址哈希表H中,并返回SUCCESS;否则输出已有此数!插入失败!并返回UNSUCCESS。 CreateHash(HashTable &H) 操作结果:构造哈希表。 PrintHash(HashTable H) 初始条件:哈希表H已存在 操作结果:将哈希表存储状态显示输出。 DeleteHash(HashTable &H,int e) 初始条件:哈希表H已存在 操作结果:若通过哈希函数找到相应的位置并且此位置的elemflag[MAXSIZE]==1,删除相应位置的数据元素的关键字并把elemflag[MAXSIZE]==2,否则,输出无此数的提示语。 2. 本程序包括如下功能模块 哈希函数模块,冲突处理模块,哈希表初始化模块,哈希表创建模块,哈希表显示模块,按关键字查找模块,插入模块,删除模块和主程序模块。 四、基本操作的算法描述: 1.宏定义 #define MAXSIZE 10 #define SUCCESS 1 #define UNSUCCESS 0 2.数据类型、数据元素的定义 typedef struct { int elem[MAXSIZE]; int elemflag[MAXSIZE]; int count; }HashTable; 3. 哈希表的基本操作的算法描述 //初始化哈希函数 void InitialHash(HashTable &H)/*哈希表初始化*/ { int i; H.count=0; for(i=0;i<MAXSIZE;i++) { H.elem[i]=0; H.elemflag[i]=0; } } //哈希函数 int Hash(int kn) /*哈希函数H(key)=key MOD 7*/ { return (kn%7); } //查找函数 int SearchHash(HashTable &H,int k) /*查找关键字为k的元素*/ { int t,s; s=t=Hash(k); //调用哈希函数 xun: if(H.elem[t]==k&&H.elemflag[t]==1) return SUCCESS; //如果相应的地址上的数等于k,返回1 else if(H.elem[t]!=k&&H.elemflag[t]==1) { //相应地址有数但不等于k并且H.elemflag[t]==1 t=(t+1)%MAXSIZE; // 处理冲突 goto xun; } else return UNSUCCESS; //返回0 } //插入函数 int InsertHash(HashTable &H,int e)/*插入元素e*/ { int p; p=Hash(e); if(SearchHash(H,e) ) //调用查找函数,如果有此数返回1 { cout<<"已有此数!"<<endl; return UNSUCCESS; //插入是吧,返回0 } else //查找失败,返回0 { H.elemflag[p]=1; //把状态标志置1 H.elem[p]=e; //把关键字放入相应的地址 H.count++; //计数加1 return SUCCESS; //插入成功,返回1 } } //创建哈希表的函数 void CreateHash(HashTable &H)/*创建哈希表*/ { int s; int e; cout<<"请输入哈希表:(输入0结束!)"<<endl; cin>>e; while(e) { s=InsertHash(H,e); //调用插入函数 if(!s) { cout<<"此数已存在!"; cin>>e; } else cin>>e; } } //显示函数 void PrintHash(HashTable H) /*显示元素及其位置*/ { cout<<"哈希表地址:"; int i; for(i=0;i<MAXSIZE;i++) cout<<i<<" "; cout<<endl<<"关键字: "; for(i=0;i<MAXSIZE;i++) cout<<H.elem[i]<<" "; cout<<endl<<"关键字标志:"; for(i=0;i<MAXSIZE;i++) cout<<H.elemflag[i]<<" "; } //删除函数 int DeleteHash(HashTable &H,int e) /*删除元素e*/ { int i; int a=0; for(i=0;i<MAXSIZE;i++) if(H.elem[i]==e&&H.elemflag[i]==1) { H.elemflag[i]=2; H.count--; H.elem[i]=0; a++; return SUCCESS; } if(!a) { cout<<"无此数!"<<endl; return UNSUCCESS; } } //主函数 void main() { HashTable H; int m,k,p; int R; do{ cout<<endl<<"\t\t******************请选择功能********************"<<endl; cout<<"\t\t\t1.初始化哈希表"<<endl<<"\t\t\t2.创建哈希表"<<endl<<"\t\t\t3.查找" <<endl<<"\t\t\t4.插入"<<endl<<"\t\t\t5.删除"<<endl<<"\t\t\t6.输出哈希表:"<<endl<<"\t\t\t0.退出"<<endl; cout<<"\t\t************************************************"<<endl; cin>>m; switch(m) { case 1: InitialHash(H);break; case 2: CreateHash(H);break; case 3: cout<<endl<<"请输入要查找的关键字:"; cin>>k; p=SearchHash(H,k); if(p) cout<<"查找成功!"<<endl; else cout<<"查找失败!"<<endl; break; case 4: cout<<endl<<"请输入要插入的关键字:"; cin>>R; p=InsertHash(H,R); if(p) cout<<"插入成功!"<<endl; else cout<<"插入失败!"<<endl; break; case 5: cout<<"请输出要删除的关键字:"; cin>>R; p=DeleteHash(H,R); if(p) cout<<"删除成功!"<<endl; else cout<<"删除失败!"<<endl; break; case 6: PrintHash(H);break; case 0: break; default: cout<<endl<<"选择错误!";break; }