哈希表数据结构课设.docx
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哈希表数据结构课设
洛阳理工学院
课程设计说明书
课程名称数据结构
设计课题哈希表的设计与实现
专业
班级
学号
姓名
完成日期2
课程设计任务书
设计题目：
哈希表的设计与实现
设计内容与要求：
设计哈希表实现电话号码查询系统。
[基本要求]
1、设每个记录有下列数据项：
电话号码、用户名、地址；
2、从键盘输入各记录，分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表；
3、采用再哈希法解决冲突；
4、查找并显示给定电话号码的记录；
5、查找并显示给定用户名的记录。
6、在哈希函数确定的前提下，考察平均查找长度的变化。
指导教师：
2014年
课程设计评语
成绩：
指导教师：
年月日
【问题描述】
如何设计一个结构体数组使该数组中每个元素包含电话号码、用户名、地址。
如何分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表。
如何利用线性探测再散列法解决冲突。
如何实现用哈希法查找并显示给定电话号码的记录。
如何查找并显示给定用户的记录。
手工计算查找不成功的平均查找长度。
【基本要求】
设计哈希表实现电话号码查询系统。
设计程序完成以下要求：
（1）、设每个记录有下列数据项：
电话号码、用户名、地址；
（2）、从键盘输入各记录，分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表；（3）、采用再哈希法解决冲突
（4）、查找并显示给定电话号码的记录；
（5）、查找并显示给定用户的记录。
（6）、在哈希函数确定的前提下，考察平均查找长度的变化。
【测试数据】
1.用户名：
weiguo，号码：
123，地址：
gansu
2.用户名：
zhangkui，号码：
321，地址：
shanxi
【算法思想】
进入主函数,
用户输入1:
输入哈希表元素，
然后再选择2或者3按照用户名或者电话号码散列，在这下面又有分支语句选择解决冲突的办法，用线性探测再散列还是再哈希法。
生成哈希表之后，选择查找操作3分别以用户名和电话号码为关键字进行查找。
最后，输出查找不成功的平均查找长度。
在本程序当中用了两种解决冲突的办法，分别是线性探测再散列和再哈希法。
哈希函数构造方法是，除留余数法。
具体流程图1所示:
图1具体流程图
【模块划分】
本程序在菜单选项下包含六个子模块，如图2所示
图2模块划分
【数据结构】
本设计涉及到的数据结构为：
哈希表。
要求输入电话号码、用户名、地址三个信息，并要求分别以电话号码和用户名为关键字进行查找，所以本问题要用到两个哈希函数，进行哈希查找。
/*哈希表结构体*/
typedefstruct
{
charname[20];//用户名
charphone[20];//电话
charadd[30];//地址
}Record;
RecordInf[M];//全局变量
RecordH[M];//全局变量
【测试情况】
1.运行程序，显示主菜单并选择选项1来创建哈希表
2.执行选项1，输入元素内容
3.执行选项2，按用户名散列创建哈希表
4.执行选项3，按号码散列创建哈希表
5.执行选项4，按用户名查找
6.执行选项4，按号码查找
7.执行选项5，输出查找不成功的平均查找长度
【心得】
【源程序】
/*****电话号码查询系统*****/
#include
#include
#include
#defineM10
#defineNULLKEY"\0"
/*哈希表结构体*/
typedefstruct
{
charname[20];//用户名
charphone[20];//电话
charadd[20];//地址
}Record;
RecordInf[M];//定义辅助数组为全局变量
RecordH[M];//定义哈希表为全局变量
/*菜单函数*/
intmenu（）
{
intm;
system（"cls"）;
system（"color0a"）;
printf（"\t\t************电话号码查询系统*************\n"）;
printf（"\n"）;
printf（"\t\t______________主菜单_______________\n"）;
printf（"\t\t|1.哈希表的创建|\n"）;
printf（"\t\t|2.按用户名散列|\n"）;
printf（"\t\t|3.按号码散列|\n"）;
printf（"\t\t|4.查找操作|\n"）;
printf（"\t\t|5.平均查找长度|\n"）;
printf（"\t\t|0.退出程序|\n"）;
printf（"\t\t-----------------------------------------\n"）;
printf（"\n"）;
printf（"\t\t\t请输入您的选项<0-5>:
\n"）;
scanf（"%d",&m）;
return（m）;
}
//创建辅助数组
intCreate（RecordH[M]）
{
inti;
charsign;
for（i=0;i<10;i++）//初始化哈希表
{
strcpy（H[i].add,"\0"）;
strcpy（H[i].phone,"\0"）;
strcpy（H[i].name,"\0"）;
}
i=0;
while（sign!
='n'&&sign!
='N'）
{
printf（"请输入名字\n"）;
scanf（"%s",Inf[i].name）;
printf（"请输入号码\n"）;
scanf（"%s",Inf[i].phone）;
printf（"请输入地址\n"）;
scanf（"%s",Inf[i].add）;
printf（"\t\t\t还需要继续输入吗?
（Y/N）"）;
scanf（"\t\t\t%c",&sign）;
i++;
}
returni;
}
//以用户名为关键字的哈希函数
intHash_name（charname[20]）
{
inti=0;
inta=0;
while（name[i]!
='\0'）
{
a=a+name[i];
i++;
}
a=a%7;//对小于哈希表的最大素数求余，此处哈希表长为10，对7求余
return（a）;
}
//再哈希
intname_again（charname[20]）
{
inti,h;
h=（int）name[1];
for（i=2;i<20;i++）
h=h+（int）name[i];
h=h%7;
returnh;
}
//以用户名为关键字创建哈希表
voidcreat_name（RecordInf[M],intm,RecordH[M]）
{
intj,key=0;
for（j=0;j{
key=Hash_name（Inf[j].name）;//计算哈希地址
while
（1）
{
if（strcmp（H[key].name,NULLKEY）==0）//判断该位置是否为空，不为空就把辅助数组中的元素存到该位置
{
strcpy（H[key].name,Inf[j].name）;
strcpy（H[key].phone,Inf[j].phone）;
strcpy（H[key].add,Inf[j].add）;
break;
}
else
key++;//如果为空，采用线性探测法，将元素后移
}
}
}
//再哈希法
voidagain_put（RecordInf[M],intm,RecordH[M]）
{
intj,key=0;
for（j=0;j{
key=Hash_name（Inf[j].name）;//计算哈希地址
while
（1）
{
if（strcmp（H[key].name,NULLKEY）==0）//辅助数组中的元素存到该位置
{
strcpy（H[key].name,Inf[j].name）;
strcpy（H[key].phone,Inf[j].phone）;
strcpy（H[key].add,Inf[j].add）;
break;
}
else
key=name_again（Inf[j].name）;//再哈希
}}
}
//以号码为关键字的哈希函数
intHash_phone（charphone[20]）
{
inti=0;
intb=0;
while（phone[i]!
='\0'）//计算电话号码中每个字符的ASCII码值相加
{
b=b+phone[i];
i++;
}
b=b%7;//对小于哈希表的最大素数求余，此处哈希表长为10，对7求余
return（b）;
}
//再哈希
intphone_again（charphone[20]）
{
inti,h;
h=（int）phone[1];
for（i=2;i<20;i++）
h=h+（int）phone[i];
h=h%7;
returnh;
}
//以电话号码为关键字创建哈希表
voidcreat_phone（RecordInf[M],intm,RecordH[M]）
{
intj,key=0;
for（j=0;j{
key=Hash_phone（Inf[j].phone）;//计算哈希地址
while
（1）
{
if（strcmp（H[key].phone,NULLKEY）==0）//把辅助数组中的元素存到该位置
{
strcpy（H[key].name,Inf[j].name）;
strcpy（H[key].phone,Inf[j].phone）;
strcpy（H[key].add,Inf[j].add）;
break;
}
else
key++;//如果为空，采用线性探测法，将元素后移
}
}
}
//再哈希法
voidagain_put2（RecordInf[M],intm,RecordH[M]）
{
intj,key=0;
for（j=0;j{
key=Hash_phone（Inf[j].phone）;//计算哈希地址
while
（1）
{
if（strcmp（H[key].phone,NULLKEY）==0）//判断该位置是否为空，不为空就把辅助数组中的元素存到该位置
{
strcpy（H[key].name,Inf[j].name）;
strcpy（H[key].phone,Inf[j].phone）;
strcpy（H[key].add,Inf[j].add）;
break;
}
else
key=phone_again（Inf[j].phone）;//再哈希
}
}
}
//按姓名查找
intSearch_name（RecordH[M],charname[20]）
{
inth0;
inti;
inthi;
intresult;
h0=Hash_name（name）;
if（H[h0].name==NULLKEY）
{
printf（"查找名字不存在!
\n"）;
return（-1）;
}
else
{
result=strcmp（H[h0].name,name）;
if（result==0）
return（h0）;
else//用线性探测再散列解决冲突
{
for（i=1;i<=M-1;i++）
{
hi=（h0+i）%M;
if（H[hi].name==NULLKEY）
return（-1）;
else
{
result=strcmp（H[hi].name,name）;
if（result==0）
return（hi）;
}
}
return（-1）;
}
}
}
//按号码查找
intSearch_phone（RecordH[M],charphone[20]）
{
inth0;
inti;
inthi;
intresult;
h0=Hash_phone（phone）;
if（H[h0].phone==NULLKEY）
{
printf（"查找号码不存在!
\n"）;
return（-1）;
}
else
{
result=strcmp（H[h0].phone,phone）;
if（result==0）
return（h0）;
else//用线性探测再散列解决冲突
{
for（i=1;i<=M-1;i++）
{
hi=（h0+i）%M;
if（H[hi].phone==NULLKEY）
return（-1）;
else
{
result=strcmp（H[hi].phone,phone）;
if（result==0）
return（hi）;
}
}
return（-1）;
}
}
}
//以用户名为关键字的哈希表的输出函数
voidPrint_name（RecordH[M]）
{
inti;
printf（"\t哈希地址\t用户名\t\t号码\t\t地址\n"）;
for（i=0;i<10;i++）
{
if（strcmp（H[i].name,"\0"）!
=0）
{
printf（"\t%d\t\t%s\t\t%s\t\t%s\n",i,H[i].name,H[i].phone,H[i].add）;
}
}
}
//以电话号码为关键字的哈希表的输出函数
voidPrint_phone（RecordH[M]）
{
inti;
printf（"\t哈希地址\t用户名\t\t号码\t\t地址\n"）;
for（i=0;i<10;i++）
{
if（strcmp（H[i].phone,"\0"）!
=0）
{
printf（"\t%d\t\t%s\t\t%s\t\t%s\n",i,H[i].name,H[i].phone,H[i].add）;
}
}
}
//查找不成功的平均查找长度
voidunsucc_length（intm）
{
charphone[20];
inti,j;
intcount;
intasl=0;
floatunasl;
Hash_phone（phone）;
for（i=0;i<7;i++）
{
j=i;
count=1;
while（strcmp（H[j].name,NULLKEY）!
=0）
{
count++;
j=（j+1）%7;
}
asl=asl+count;
}
unasl=（float）asl/7;
printf（"查找不成功的平均查找长度为:
%5.2f\n",unasl）;
}
voidmain（）//主函数
{
charname[20],phone[20];
intm;
intn,p;
intfind;
intw,k;
while
（1）
{
switch（menu（））
{
case1:
m=Create（H）;//创建辅助数组
break;
case2:
printf（"\t\t\t***********************\n"）;
printf（"\t\t\t****1.线性再散列****\n"）;
printf（"\t\t\t****2.再哈希法散列****\n"）;
printf（"\t\t\t****3.退出本菜单****\n"）;
printf（"\t\t\t***********************\n"）;
printf（"输入散列选项<0-2>:
\n"）;
scanf（"%d",&p）;
switch（p）
{
case1:
creat_name（Inf,m,H）;
Print_name（H）;
break;
case2:
again_put（Inf,m,H）;
Print_name（H）;
break;
}
break;
case3:
printf（"\t\t\t***********************\n"）;
printf（"\t\t\t****1.线性再散列****\n"）;
printf（"\t\t\t****2.再哈希法散列****\n"）;
printf（"\t\t\t****3.退出本菜单****\n"）;
printf（"\t\t\t***********************\n"）;
printf（"输入散列选项<0-2>:
\n"）;
scanf（"%d",&n）;
switch（n）
{
case1:
creat_phone（Inf,m,H）;
Print_phone（H）;
break;
case2:
again_put（Inf,m,H）;
Print_phone（H）;
break;
}
break;
case4:
printf（"\t\t\t***********************\n"）;
printf（"\t\t\t****1.按用户名查询****\n"）;
printf（"\t\t\t****2.按电话查询****\n"）;
printf（"\t\t\t****3.退出本菜单****\n"）;
printf（"\t\t\t***********************\n"）;
printf（"输入查找条件<0-2>:
\n"）;
scanf（"%d",&find）;
switch（find）
{
case1:
printf（"\n请输入要查找的名字：
\n"）;
scanf（"%s",name）;
k=Search_name（H,name）;
//k=Hash_again（H,name）;
if（k!
=-1）
{
printf（"查找该人的信息是:
\n"）;
printf（"查找的用户名是:
%s\n",H[k].name）;
printf（"查找的电话号码是:
%s\n",H[k].phone）;
printf（"查找的地址是:
%s\n",H[k].add）;
}
break;
case2:
printf（"请输入要查找的号码：
\n"）;
scanf（"%s",phone）;
w=Search_phone（H,phone）;
//w=Hash_phone（H,phone）;
if（w!
=-1）
{
printf（"查找该人的信息是:
\n"）;
printf（"查找的用户名是：
%s\n",H[w].name）;
printf（"查找的电话号码是:
%s\n",H[w].phone）;
printf（"查找的地址是:
%s\n",H[w].add）;
}
break;
}
break;
case5:
printf（"\n"）;
unsucc_length（m）;
printf（"\n"）;
break;
case0:
printf（"\n"）;
printf（"欢迎下次使用\n"）;
printf（"\n"）;
exit（0）;
break;
default:
printf（"\t\t***********************************\n"）;
printf（"\t\t输入错误，请输入列表中存在的编号\n"）;
printf（"\t\t***********************************\n"）;
}
printf（"\t\t\t*************\n"）;
printf（"\t\t\t按任意键返回\n"）;
printf（"\t\t\t*************\n"）;
getch（）;
fflush（stdin）;//清空输入缓存
}
}
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