實習報告 題目：設計一個哈希表，完成相應的建表和查表程序 班級：1503013 姓名：李睿元 學號：15030130073 完成日期：2016.12.04
一、 需求分析
1. 假設人名為中國人名的漢語拼音形式；
2. 待填入哈希表的姓名共有 30 個，去平均查找長度的上限為 2；
3. 哈希函數用除留余數法構造，用偽隨機探測再散列法處理沖突；
4. 取讀者周圍較熟悉的 30 個人的姓名。
二、 概要設計
1. 抽象數據類型的定義：
（1）人名數據表：
typedef struct Node
{
char name[20];
int key;
}Node,NodeList[MAX];
（2）哈希表：
typedef struct hashtable {
char* name;
int key;
int conflict_time; }HashTable[hashlen]; （3）變量：
#define P 61//隨機數值
#define MAX 30//人數
#define hashlen 61//哈希表長
2. 主要函數的實現：
（1）哈希函數：
int Hash(int key) （2）關鍵字獲得：
int GetKey(char str[])
（3）文件流中讀取姓名：
void GetName(NodeList &L,int i,FILE* fp) （4）哈希表的初始化：
void InitialHashTable(HashTable &ht) （5）偽隨機探測序列的生成：
void CreatConfilctArray(int n[]) （6）哈希表的生成：
void CreatHashTable(HashTable &ht,NodeList L,int* n) （7）哈希表的查詢：
void SearchHashTable(HashTable ht,int* n,char get_name[]) 三、 詳細設計 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>
#define P 61//隨機數值
#define MAX 30//人數
#define hashlen 61//哈希表長
typedef struct Node {
char name[20];
int key;
}Node,NodeList[MAX]; typedef struct hashtable {
char* name;
int key;
int conflict_time; }HashTable[hashlen];
int Hash(int key) {
return key%P;
}
int GetKey(char str[]) {
int t=0;
char *s=str;
while(*s)
{
t += *s;
s++;
}
return t;
}
void GetName(NodeList &L,int i,FILE* fp) { /* printf("請以拼音形式輸入第%d 個姓名:",i);
scanf("%s",L[i].name);
L[i].key=GetKey(L[i].name); */
fscanf(fp,"%s",L[i].name);
L[i].key=GetKey(L[i].name);
//printf("\n"); }
void InitialHashTable(HashTable &ht) {
int n=0;
while(n<hashlen)
{
ht[n].conflict_time=0;
ht[n].name=NULL;
ht[n].key=0;
n++;
} }
void CreatConfilctArray(int n[]) { // n=(int*)malloc(50*sizeof(int));
int i=0,j=0;
while(i<50)
{
n[i]=rand()%(hashlen+1);
for(;j<i;j++)
{
if(n[i]==n[j])
{
j=0;
n[i]=rand()%(hashlen+1);
continue;
}
}
i++;
} }
void CreatHashTable(HashTable &ht,NodeList L,int* n) { // CreatConfilctArray(n);
int i=0;
int t;
while(i<MAX)
{
t=Hash(L[i].key);
if(ht[t].conflict_time==0)
{
ht[t].name=L[i].name;
ht[t].conflict_time++;
ht[t].key=L[i].key;
printf("姓名：%s key 值：%d 表內存儲位置：%d\n",L[i].name,L[i].key,t);
}
else
{
int m=0;
int d=(t+n[m])%hashlen;
while(ht[d].conflict_time!=0)
{
ht[d].conflict_time++;
m++;
d=(t+n[m])%hashlen;
}
ht[d].name=L[i].name;
ht[d].conflict_time++;
ht[d].key=L[i].key;
printf("姓名：%s key 值：%d 表內存儲位置：%d\n",L[i].name,L[i].key,d);
}
i++;
} }
void SearchHashTable(HashTable ht,int* n,char get_name[]) {
//printf("請輸入要查詢的姓名：");
//char get_name[20];
int p=-1;
int s_time=1;
// scanf("%s",get_name);
int h,k;
int t;
k=GetKey(get_name);
t=h=Hash(k);
while(1)
{
/*if(ht[h].conflict_time==0&&ht[h].key!=k)
{
printf("表中未找到無此人！\n");
break;
}
else if(ht[h].key==k)
{
printf("已找到%s，表內存儲位置：%d\n",get_name,h);
break;
}
else
{
p++;
h=n[p];
}*/
if(ht[h].name==NULL)
{
printf("表中未找到無此人！\n");
break;
}
else if(strcmp(ht[h].name,get_name)==0)
{
printf("已找到%s，表內存儲位置：%d，查找次數:%d\n",get_name,h,s_time);
break;
}
else
{
p++;
h=(t+n[p])%hashlen;
s_time++;
}
} }
int main()
{ // printf("請輸入建表所需的三十個人名！\n");
int i,j;
NodeList L;
HashTable ht;
InitialHashTable(ht);
char get_name[20]={0};
int rand_n[50];
CreatConfilctArray(rand_n);
FILE* fp;
fp=fopen("name.txt","r");
for(i=0;i<30;i++)
{
GetName(L,i,fp);
}
fclose(fp);
CreatHashTable(ht,L,rand_n);
printf("\n");
printf("--------------哈希表建表完成-------------");
printf("\n");
while(1)
{
get_name[20]={0};
printf("請輸入要查找的人名(輸入“***”表示結束程序):");
scanf("%s",get_name);
printf("關鍵字：%d ",GetKey(get_name));
if(strcmp(get_name,"***")==0)
break;
SearchHashTable(ht,rand_n,get_name);
}
return 0; } 四、 調試分析
1. 哈希表可以在理想情況下不經過任何比較，一次存取就能得到所查記錄；
2. 除留余數法對于 p 的選擇很重要，經過分析后的選擇是 p 為小于等于 m 的最大素數，最終選擇了 61；
3. 偽隨機探測再散列相較于線性探測再散列或二次探測再散能有效的防止二次堆積。
五、 用戶手冊
1. 本程序的運行環境為 Windows 操作系統，執行文件為 hashtable.exe；
2. 本程序的輸入的名字存儲在 name.txt 文件中；
3.
程序進入后已經完成哈希表的構建并進行展示，用戶只需進行相應的查找；
六、 測試數據
1. 挑選表中已有的十個姓名進行測試 （xiaoli,zhuangshuangshuang,laobai,lujia,xiaohei,huyazhou,abao,haojie,taosiji,wangkun）
與上方的哈希表進行對比完全匹配。
2. 選擇 5 個沒有在表中的名字進行查表操作：
（lovetianqi,tianjiejie,jiwang,beijing,heheda）
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