• 哈希表的C实现(一)


    哈希表(Hash table,也叫散列表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。具体的介绍网上有很详细的描述,如闲聊哈希表 ,这里就不再累述了;

    哈希表在像Java、C#等语言中是与生俱来的。可是在C的世界中,似乎只有自己动手,丰衣足食;在网上google了一把,大致有几个版本,我会一一来分析对比;

    首先先来交代一下哈希表实现中需要注意的一些概念:

    (主要参考:这里

    1. 哈希函数

    也叫散列函数,即:根据key,计算出key对应记录的储存位置
    position = f(key)

    散列函数满足以下的条件:

    1、对输入值运算,得到一个固定长度的摘要(Hash value);

    2、不同的输入值可能对应同样的输出值;

    以下的函数都可以认为是一个散列函数:

    f(x) = x mod 16; (1)

    f(x) = (x2 + 10) * x; (2)

    f(x) = (x | 0×0000FFFF) XOR (x >> 16); (3)

    不过,仅仅满足上面这两条的函数,作为散列函数,还有不足的地方。我们还希望散列函数满足下面几点:

    1、散列函数的输出值尽量接近均匀分布;

    2、x的微小变化可以使f(x)发生非常大的变化,即所谓“雪崩效应”(Avalanche effect);

    上面两点用数学语言表示,就是:

    1, 输出值y的分布函数F(y)=y/m, m为散列函数的最大值。或记为y~U[0, m]

    2,|df(x)/dx| >> 1;

    从上面两点,大家看看,前面举例的三个散列函数,哪个更好呢?对了,是第三个:

    f(x) = (x | 0×0000FFFF) XOR (x >> 16);

    它很完美地满足“好的散列函数”的两个附加条件。

    2、哈希冲突(Hash collision)

    也就是两个不同输入产生了相同输出值的情况。首先,哈希冲突是无法避免的,因此,哈希算法的选择直接决定了哈希冲突发送的概率;同时必须要对哈希冲突进行处理,方法主要有以下几种:

    1, 链地址法

    链地址法:对Hash表中每个Hash值建立一个冲突表,即将冲突的几个记录以表的形式存储在其中

    2, 开放地址法

    下面就来看看每种方法的具体实现吧:

    链地址法:

    举例说明: 设有 8 个元素 { a,b,c,d,e,f,g,h } ,采用某种哈希函数得到的地址分别为: {0 , 2 , 4 , 1 , 0 , 8 , 7 , 2} ,当哈希表长度为 10 时,采用链地址法解决冲突的哈希表如下图所示。 

    图片及举例引自:这里


      1 #include "stdafx.h"
    2 #include <string.h>
    3 #include <stdio.h>
    4 #include <stdlib.h>
    5
    6 typedef struct _node{
    7 char *name;
    8 char *desc;
    9 struct _node *next;
    10 }node;
    11
    12 #define HASHSIZE 101
    13 static node* hashtab[HASHSIZE];
    14
    15 void inithashtab(){
    16 int i;
    17 for(i=0;i<HASHSIZE;i++)
    18 hashtab[i]=NULL;
    19 }
    20
    21 unsigned int hash(char *s){
    22 unsigned int h=0;
    23 for(;*s;s++)
    24 h=*s+h*31;
    25 return h%HASHSIZE;
    26 }
    27
    28 node* lookup(char *n){
    29 unsigned int hi=hash(n);
    30 node* np=hashtab[hi];
    31 for(;np!=NULL;np=np->next){
    32 if(!strcmp(np->name,n))
    33 return np;
    34 }
    35
    36 return NULL;
    37 }
    38
    39 char* m_strdup(char *o){
    40 int l=strlen(o)+1;
    41 char *ns=(char*)malloc(l*sizeof(char));
    42 strcpy(ns,o);
    43 if(ns==NULL)
    44 return NULL;
    45 else
    46 return ns;
    47 }
    48
    49 char* get(char* name){
    50 node* n=lookup(name);
    51 if(n==NULL)
    52 return NULL;
    53 else
    54 return n->desc;
    55 }
    56
    57 int install(char* name,char* desc){
    58 unsigned int hi;
    59 node* np;
    60 if((np=lookup(name))==NULL){
    61 hi=hash(name);
    62 np=(node*)malloc(sizeof(node));
    63 if(np==NULL)
    64 return 0;
    65 np->name=m_strdup(name);
    66 if(np->name==NULL) return 0;
    67 np->next=hashtab[hi];
    68 hashtab[hi]=np;
    69 }
    70 else
    71 free(np->desc);
    72 np->desc=m_strdup(desc);
    73 if(np->desc==NULL) return 0;
    74
    75 return 1;
    76 }
    77
    78 /* A pretty useless but good debugging function,
    79 which simply displays the hashtable in (key.value) pairs
    80 */
    81 void displaytable(){
    82 int i;
    83 node *t;
    84 for(i=0;i<HASHSIZE;i++){
    85 if(hashtab[i]==NULL)
    86 printf("()");
    87 else{
    88 t=hashtab[i];
    89 printf("(");
    90 for(;t!=NULL;t=t->next)
    91 printf("(%s.%s) ",t->name,t->desc);
    92 printf(".)");
    93 }
    94 }
    95 }
    96
    97 void cleanup(){
    98 int i;
    99 node *np,*t;
    100 for(i=0;i<HASHSIZE;i++){
    101 if(hashtab[i]!=NULL){
    102 np=hashtab[i];
    103 while(np!=NULL){
    104 t=np->next;
    105 free(np->name);
    106 free(np->desc);
    107 free(np);
    108 np=t;
    109 }
    110 }
    111 }
    112 }
    113
    114 main(){
    115 int i;
    116 char* names[]={"name","address","phone","k101","k110"};
    117 char* descs[]={"Sourav","Sinagor","26300788","Value1","Value2"};
    118
    119 inithashtab();
    120 for(i=0;i<5;i++)
    121 install(names[i],descs[i]);
    122
    123 printf("Done");
    124 printf("If we didnt do anything wrong..""we should see %s",get("k110"));
    125
    126 install("phone","9433120451");
    127
    128 printf("Again if we go right, we have %s and %s",get("k101"),get("phone"));
    129
    130 /*displaytable();*/
    131 cleanup();
    132 return 0;
    133 }

    (未完待续)

  • 相关阅读:
    git/github 常用操作
    Ubuntu sudoer文件改错补救方法!
    Linux Expect 用法
    Linux/Ubuntu sudo不用输入密码的方法
    CTest 简介
    Linux下命令行设置ip和掩码, 网关
    Ubuntu1804下安装gdb与使用
    Linux bash 文本处理命令awk,sed,grep 用法
    Yii 判断是不是post方式提交的数据
    VS2017 CMake配置
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xiekeli/p/2321207.html
Copyright © 2020-2023  润新知