哈希表实现电话号码查询系统.docx
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哈希表实现电话号码查询系统
哈希表实现电话号码查询系统
一目的
利用《数据结构》课程的相关知识完成一个具有一定难度的综合设计题目，利用C/C++语言进行程序设计，并规范地完成课程设计报告。
通过课程设计，巩固和加深对线性表、栈、队列、字符串、树、图、查找、排序等理论知识的理解；掌握现实复杂问题的分析建模和解决方法（包括问题描述、系统分析、设计建模、代码实现、结果分析等）；提高利用计算机分析解决综合性实际问题的基本能力。
二需求分析
1、程序的功能
1）读取数据
1读取原电话本存储的电话信息。
2读取系统随机新建电话本存储的电话信息。
2）查找信息
1根据电话号码查询用户信息。
2根据姓名查询用户信息。
3）存储信息
查询无记录的结果存入记录文档。
2、输出形式
1）数据文件“old.txt”存放原始电话号码数据。
2）数据文件“new.txt”存放有系统随机生成的电话号码文件。
3）数据文件“out.txt”存放未查找到的电话信息。
4）查找到相关信息时显示姓名、地址、电话号码。
3、初步测试计划
1）从数据文件“old.txt”中读入各项记录，或由系统随机产生各记录，并且把记录保存到“new.txt”中。
2）分别采用伪随机探测再散列法和再哈希法解决冲突。
3）根据姓名查找时显示给定姓名用户的记录。
4）根据电话号码查找时显示给定电话号码的用户记录。
5）将没有查找的结果保存到结果文件Out.txt中。
6）系统以菜单界面工作，运行界面友好，演示程序以用户和计算机的对话方式进行。
三概要设计
1、子函数功能
intCollision_Random（intkey,inti）
//伪随机数探量观测再散列法处理冲突
voidInit_HashTable_by_name（stringname,stringphone,stringaddress）
//以姓名为关键字建立哈希表
intCollision_Rehash（intkey,stringstr）
//再哈希法处理冲突
voidInit_HashTable_by_phone（stringname,stringphone,stringaddress）
//以电话号码为关键字建立哈希表
voidOutfile（stringname,intkey）
//在没有找到时输出未找到的记录，打开文件out.txt并将记录储存在文档中
voidOuthash（intkey）
//输出哈希表中的记录
voidRafile（）
//随机生成数据，并将数据保存在new.txt
voidInit_HashTable（char*fname,intn）
//建立哈希表
intSearch_by_name（stringname）
//根据姓名查找哈希表中的记录
intSearch_by_phone（stringphone）
//根据电话号码查找哈希表中的记录
2、函数调用图
四详细设计
1、主函数流程图
2、“伪随机探测再散列处理冲突”伪代码
若对应位置上已经存在其他数据，则新的关键字=（原关键字+伪随机数）%哈希表长。
若新的位置上也存在其他数据，则用伪随机序列的下一个数求新的关键字，直到找到合适的位置。
3、“再哈希法处理冲突”伪代码
用“折叠法”将电话号码的ASCII码值定义为关键字，分别为前四位、中四位、后三位。
再用“除留余数法”求的新的关键字=原关键字%哈希表长。
4、“以姓名为关键字建立哈希表”伪代码
用“除留余数法”将姓名的ASCII码值定义为关键字。
若对应位置上存在其他数据，则调用伪随机处理冲突，然后将数据存入哈希表。
5、“以电话号码为关键字建立哈希表”伪代码
用“除留余数法”将电话号码的ASCII码值定义为关键字。
若对应位置上存在其他数据，则调用再哈希处理冲突。
然后将数据存入哈希表。
五调试分析
1、程序的关键是掌握文件的相关操作、哈希函数的创建和运用、伪随机法处理冲突、再哈希法处理冲突等。
在编程的过程中，出现了很多问题，如文件无法正常打开、程序进入死循环、无法实现文件的写入操作、忘了添加头文件等错误。
修改后程序运行正确。
2、创建“new.txt”内容用子函数来实现，但是原数据是从“old.txt”文件中读取的，刚开始不知道怎样实现二者之间的选择，在同学和参考书的帮助下终于得到解决。
3、关于伪随机和再哈希的相关内容觉得很难懂，看了很久参考书才有所了解
六测试结果
1、根据姓名查找
1）姓名查找成功
2）姓名查找失败
3）哈希表
2、根据电话号码查找
1）电话号码输入错误
2）电话号码查询成功
3）电话号码查询失败
4）哈希表
七用户使用说明
1、选择数据来源
根据提示信息进行操作，选择已存在的“old.txt”文件中的数据或系统当前自动生成的“new.txt”文件。
2、选择查找方式
根据提示信息进行操作，选择“根据姓名查找”或“根据电话号码查找”两种查找方式。
3、选择功能
根据提示信息进行操作，选择输入已知信息或查看哈希表。
4、显示结果
5、查看文件
八课程设计总结
1、收获
学会了C++的跟踪。
更进一步了解和熟悉了关于哈希表的运用和文件的读取与写入操作。
同时锻炼了对话形式的菜单的创建和熟练运用。
2、心得体会
在这次数据结构设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题要不断地更正以前的错误思维。
通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。
我觉得作为一名计科专业的学生，这次课程设计是很有意义的。
更重要的是如何把自己平时所学的东西应用到实际中。
虽然自己对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着学习，渐渐对这门课逐渐产生了些许的兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。
附录：
源程序
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
ifstreamin_file;
ofstreamout_file;
intD[10]={1,3,5,8,13,15,17,21,27,34};//伪随机数序列
intcount;//当前数据元素个数
intsizeindex;//哈希表的长度
char*sign;//冲突的标志
structData
{
stringname;
stringphone;
stringaddress;
};Data*intermediate_data;
intCollision_Random（intkey,inti）//伪随机数探量观测再散列法处理冲突
{
intRe_key;
if（sign[key]=='1'）
{
Re_key=（key+D[i]）%sizeindex;
returnRe_key;//归回新的要害码
}
return-1;
}
voidInit_HashTable_by_name（stringname,stringphone,stringaddress）//以姓名为关键字建立哈希表
{
inti=0;
intkey;
char*p;
for（key=0,p=&name[0];*p;p++）
key=key+*p;
key=key%42;
while（sign[key]=='1'）
{
key=Collision_Random（key,i+1）;
}
if（key==-1）
exit
（1）;
count++;
intermediate_data[key].name=name;//将数据存入哈希表
intermediate_data[key].address=address;
intermediate_data[key].phone=phone;
sign[key]='1';//设置冲突标志
}
intCollision_Rehash（intkey,stringstr）//再哈希法处理冲突
{
intRe_key;
intnum1=（str[0]-'0'）*1000+（str[1]-'0'）*100+（str[2]-'0'）*10+（str[3]-'0'）;
intnum2=（str[4]-'0'）*1000+（str[5]-'0'）*100+（str[6]-'0'）*10+（str[7]-'0'）;
intnum3=（str[8]-'0'）*100+（str[9]-'0'）*10+（str[10]-'0'）;
Re_key=num1+num2+num3;
Re_key=（Re_key+key）%sizeindex;
returnRe_key;
}
voidInit_HashTable_by_phone（stringname,stringphone,stringaddress）//以电话号码为关键字建立哈希表
{
intkey;
char*p;
for（key=0,p=&phone[0];*p;p++）
key=key+*p;
key=key%42;
while（sign[key]=='1'）
{
key=Collision_Rehash（key,phone）;
}
count++;
intermediate_data[key].name=name;
intermediate_data[key].address=address;
intermediate_data[key].phone=phone;
sign[key]='1';
}
voidOutfile（stringname,intkey）//在没有找到时输出未找到的记录，打开文件out.txt并将记录储存在文档中
{
if（（key==-1）||（sign[key]=='0'））
{
out_file.open（"out.txt"）;
if（out_file.fail（））
{
cout<<"\n"<<"文件打开失败!
!
!
\n"<exit
（1）;
}
out_file<out_file.close（）;
}
}
voidOuthash（intkey）//输出哈希表中的记录
{
unsignedi;
if（（key==-1）||（sign[key]=='0'））
{
cout<<"\n"<<"无此记录!
!
!
\n"<}
else
{
for（i=0;icout<for（i=0;i<8;i++）
cout<<"";
cout<for（i=0;i<8;i++）
cout<<"";
cout<}
}
voidRafile（）//随机生成数据，并将数据保存在new.txt
{
inti,j;
out_file.open（"new.txt"）;
if（out_file.fail（））
{
cout<<"\n"<<"文件打开失败!
!
!
\n"<exit
（1）;
}
for（j=0;j<30;j++）
{
stringname="";
for（i=0;i<20;i++）
name+=rand（）%26+'a';
out_file<stringphone="";
for（i=0;i<11;i++）
phone+=rand（）%10+'0';
out_file<stringaddress="";
for（i=0;i<29;i++）
address+=rand（）%26+'a';
address+=',';
out_file<}
out_file<<"*";
out_file.close（）;
}
voidInit_HashTable（char*fname,intn）//建立哈希表
{
stringname="";
stringphone="";
stringaddress="";
inti,j;
in_file.open（fname）;
if（in_file.fail（））
{
cout<<"\n"<<"文件打开失败!
!
!
\n"<exit
（1）;
}
while（!
in_file.eof（））
{
char*str=newchar[100];
name="";
phone="";
address="";
in_file.getline（str,100,'\n'）;//按行读入数据
if（str[0]=='*'）//判断数据结束
break;
i=0;
while（str[i]<=97||str[i]>=122）
i++;
for（;str[i]!
='';i++）
name+=str[i];
while（str[i]==''）
i++;
for（j=0;str[i]!
='';j++,i++）
phone+=str[i];
while（str[i]==''）
i++;
for（j=0;str[i]!
=',';j++,i++）
address+=str[i];
if（n==1）
Init_HashTable_by_name（name,phone,address）;//以姓名为关键字
elseInit_HashTable_by_phone（name,phone,address）;//以电话号码为关键字
deletestr;
}
in_file.close（）;
}
intSearch_by_name（stringname）//根据姓名查找哈希表中的记录
{
inti=0;intj=1;
intkey;
char*p;
for（key=0,p=&name[0];*p;p++）
key=key+*p;
key=key%42;
while（sign[key]=='1'&&（intermediate_data[key].name!
=name））
{
key=Collision_Random（key,i+1）;
j++;
if（j=count）
return-1;
}
returnkey;
}
intSearch_by_phone（stringphone）//根据电话号码查找哈希表中的记录
{
intkey;
char*p;
for（key=0,p=&phone[0];*p;p++）
key=key+*p;
key=key%42;
intj=1;
while（sign[key]=='1'&&（intermediate_data[key].phone!
=phone））
{
key=Collision_Rehash（key,phone）;
j++;
if（j=count）
return-1;
}
returnkey;
}
voidmain（）
{
count=0;
sizeindex=50;
inti,k;
intch;
char*Fname;
sign=newchar[sizeindex];
intermediate_data=newData[sizeindex];
for（i=0;isign[i]='0';
sign[i]='\0';
for（i=0;i{
intermediate_data[i].name="";
intermediate_data[i].phone="";
intermediate_data[i].address="";
}
cout<<"§**********************************************************§"<cout<<"§**§"<cout<<"§*请选择用于查找的数据来源*§"<cout<<"§**§"<cout<<"§*1.old.TXT*§"<cout<<"§*2.随机生成*§"<cout<<"§*0.退出程序*§"<cout<<"§**********************************************************§"<do
{
cout<<"\n"<<"请输入选择:
\n";
cin>>k;
switch（k）
{
case0:
return;
case1:
Fname="old.txt";
break;
case2:
Rafile（）;
Fname="new.txt";
break;
default:
cout<<"输入序号有误，请重新输入!
!
!
\n"<}
}
while（（k!
=1）&&（k!
=2）&&（k!
=0））;
//system（"cls"）;
cout<<"§**********************************************************§"<cout<<"§**§"<cout<<"§*请选择查找方式*§"<cout<<"§**§"<cout<<"§*1.根据姓名查找*§"<cout<<"§*2.根据电话号查找*§"<cout<<"§**§"<cout<<"§**********************************************************§"<do
{
cout<<"\n"<<"请输入选择:
\n";
cin>>ch;
if（ch!
=1&&ch!
=2）
{
cout<<"输入序号有误，请重新输入!
!
!
\n"<}
}
while（（ch!
=1）&&（ch!
=2））;
//system（"cls"）;
Init_HashTable（Fname,ch）;
while（ch==1）
{
intchoice;
cout<<"§**********************************************************§"<cout<<"§**§"<cout<<"§*请选择功能*§"<cout<<"§**§"<cout<<"§*1.输入姓名查找数据*§"<cout<<"§*2.显示哈希表*§"<cout<<"§*0.退出程序!
!
!
*§"<cout<<"§**§"<cout<<"§**********************************************************§"<do
{
cout<<"\n"<<"请输入选择:
\n";
cin>>choice;
switch（choice）
{
case1:
{
intkey1;
stringname;
cout<<"\n"<<"请输入姓名:
\n";
cin>>name;
key1=Search_by_name（name）;
Outfile（name,key1）;
cout<<"\n"<<"查找结果:
\n"<Outhash（key1）;
}
break;
case2:
{
cout<<"\n"<<"哈希表:
\n"<for（i=0;i{
if（sign[i]!
='0'）
{
cout<<"*";
Outhash（i）;
}
}
cout<<"**"<}
break;
case0:
return;
default:
cout<<"输入序号有误，请重新输入!
!
!
\n"<}
}
while（（choice!
=1）&&（choice!
=2）&&（choice!
=0））;
}
while（ch==2）
{
intchoice;
cout<<"§**********************************************************§"<cout<<"§**§"<cout<<"§*请选择功能*§"<cout<<"§*1.输入电话查找数据*§"<cout<<"§*2.显示哈希表*§"<cout<<"§*0.退出*§"<cout<<"§**§"<cout<<"§***********************************
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