构建哈希表实现快速人名查找

"哈希表设计用于名字查找，要求平均查找长度不超过2，采用除留余数法构建哈希函数并用伪随机探测再散列处理冲突，输入需能识别非法字符并提供反馈，查找成功时显示姓名及查找平均长度。程序包含主程序、创建哈希表、查找哈希表和显示哈希表四个模块。" 哈希表是一种高效的数据结构，它通过哈希函数将关键字映射到表中的特定位置，以便快速查找。在这个问题中，目标是为一个集体（如班级）设计一个哈希表，使得人名（以汉语拼音表示）的平均查找长度不超过2。这意味着查找效率非常高，平均只需要检查两次即可找到目标元素。 首先，我们需要定义哈希函数。题目中提到使用除留余数法，这是一种简单的哈希函数构造方式，将关键字对某个质数取模，得到的余数作为哈希值。例如，对于一个字符串关键字，可以将其所有字符的ASCII码相加后对哈希表长度取模。这种方法可能会导致冲突，即不同的关键字可能得到相同的哈希值。 为了处理冲突，这里采用了伪随机探测再散列法。当发生冲突时，不是简单地寻找下一个空位置，而是按照一个预设的伪随机序列来探测其他位置，直到找到一个空位置或者找到已存储的相同关键字。这样可以有效地减少聚集现象，提高查找效率。 程序需要实现以下功能： 1. 建立哈希表：创建一个大小为50的哈希表，根据给定的人名列表填充表，同时确保平均查找长度不超过2。 2. 查找哈希表：给定一个名字，通过哈希函数找到对应的位置，如果找到则返回名字及其查找长度，否则返回“空”。 3. 显示哈希表：展示哈希表的内容，方便用户查看存储情况。 4. 非法输入检测：在输入人名时，检查是否符合最长19个字符的限制，如果不是，则提示重新输入。 程序设计中包含了四个模块： 1. 主程序模块：负责初始化，接受用户命令，调用其他模块进行操作，并显示结果。 2. 创建哈希表模块：根据给定的名字列表构造哈希表，处理冲突并确保平均查找长度满足要求。 3. 查找哈希表模块：实现哈希查找功能，计算查找长度，并在找到名字时输出。 4. 显示哈希表模块：输出哈希表的当前状态，包括所有存储的名字和它们的哈希值。 在实现过程中，还需要考虑错误处理和边界条件，确保程序的健壮性。例如，处理可能的内存分配失败，以及输入超出预期范围的情况。同时，为了提高查找效率，可以考虑优化哈希函数和探测序列，减少冲突的可能性。 最后，哈希表设计的关键在于找到一个合适的哈希函数和有效的冲突解决策略，以达到高效率和低冲突的目标。在这个案例中，除留余数法和伪随机探测再散列结合，可以在有限的表空间内实现高效的查找操作。