设计哈希表实现电话号码查询系统C语言版课程设计报告.docx
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设计哈希表实现电话号码查询系统C语言版课程设计报告
设计哈希表实现查询系统
一﹑目的
通过课程设计，巩固和加深对结构体、文件、哈希表等理论知识的理解；掌握现实复杂问题的分析建模和解决方法，掌握包括问题描述、系统分析、设计建模、代码实现、结果分析等的方法；提高利用计算机分析解决综合性实际问题的基本能力；锻炼个人动手能力，历练自身素质。
哈希表实现查询系统是利用哈希表实现系统的快速查询，程序实现哈希表建表和查表，并实现对没有查找到的内容进行记录。
掌握哈希表的工作原理，熟悉建立哈希表、对哈希表冲突处理、哈希表查找等功能的实现，回顾文件读取、写入，回顾随机函数的作用。
二﹑需求分析
1.输入的形式和输入值的范围
数据输入分两种模式：
一种是将原有数据记录在old.txt文档中，由程序读入；另一种是由程序随机生成，并储存在new.txt文档中。
数据的格式为：
##、、家庭住址。
用户使用时显示菜单，用户输入菜单选项完成操作。
2.输出的形式
查找的结果显示在屏幕上。
未被查找到的内容输出到out.txt文档中。
在用户需要时，将哈希表显示在屏幕上。
3.程序所能达到的功能
根据用户的选择，从原有文档读入数据或随机生成数据，分别以##和做为关键字生成哈希表。
生成哈希表后用户可以根据相应关键字进行数据的查找，若查找到对应的数据则将数据输出到屏幕，若没有查找到对应的数据则将用户输入的查找内容输出到out.txt文档。
在用户选择显示哈希表时，显示完整的哈希表。
程序使用文字菜单的友好界面。
在数据输入时对输入内容进行范围控制。
4.初步测试计划
在old.txt文档中输入30条记录，令程序读入并分别以##和做为关键字生成哈希表，查找记录中原有的记录，查看输出数据，查找记录中没有的记录查看回馈，查看整个哈希表的数据。
令程序随机生成记录，查看new.txt文档，分别以##和做为关键字生成哈希表，查看整个哈希表的数据，分别查找原有和没有的记录，查看回馈。
三﹑概要设计
1.数据类型
定义结构体类型存储每条记录。
structData
{
charname[sizename];
charphone[sizephone];
charaddress[sizeaddress];
boolused;
}*hash_data;
2各种函数说明：
intget_hashkey（char*str,intselect）//获得关键字
voidshow（inti）//显示每条信息
voidStore（char*str）//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
voidAllshow（）//输出哈希表中的记录
voidAuto_file（）//随机生成数据，并将数据保存在new.txt
voidBuild_Hash（intHashType）//建立哈希表
voidFindName（）//根据##查找哈希表中的记录
voidFindPhone（）//根据查找哈希表中的记录
四﹑详细设计
1.头文件与定义结构体类型
#include
#include
#include
#include
structData
{
stringname;//
stringphone;
stringaddress;
};Data*hash_data;
2.定义长度
#definesizehash100
#definesizename20
#definesizephone15
#definesizeaddress40
3.获取关键字函数
intget_hashkey（char*str,intselect）
{
intKey=0,ReKey,m;
chartmp[10];
for（inti=0;i{
Key+=str[i];
}
Key%=sizehash;
if（hash_data[Key].used）
{
m=Key;
Key=-1;
if（select==1）
{
for（i=0;i<10;i++）
{
ReKey=（m+A[i]）%sizehash;
if（!
hash_data[ReKey].used）
{
Key=ReKey;
break;
}
}
}elseif（select==2）
{
ReKey=m;
for（i=0;i<100;i++）
{ReKey=ReKey+1;
ReKey=ReKey%sizehash;
if（!
hash_data[ReKey].used）
{
Key=ReKey;
break;
}
}
}
}
returnKey;
}
4.产生hash表
voidBuild_Hash（intHashType）{
for（inti=0;iFILE*reader=fopen（DataFile,"r"）;
if（reader==NULL）
{
printf（"%s读取失败\n",DataFile）;
fclose（reader）;
exit
（1）;
}
chars[100];
charseps[]=",\t";
char*name;char*phone;char*address;
intHashKey;
while（!
feof（reader））
{
fgets（s,100,reader）;
if（strlen（s）>0）
{
name=strtok（s,seps）;
phone=strtok（NULL,seps）;
address=strtok（NULL,seps）;
if（HashType==1）
{
HashKey=get_hashkey（name,HashType）;}elseif（HashType==2）
{
HashKey=get_hashkey（phone,HashType）;}
if（HashKey==-1）
{
printf（"哈希表过小或哈希碰撞过多"）;
fclose（reader）;
exit
（1）;
}else{
strcpy（hash_data[HashKey].name,name）;
strcpy（hash_data[HashKey].phone,phone）;
strcpy（hash_data[HashKey].address,address）;
hash_data[HashKey].used=true;
}
}
}
fclose（reader）;
}
5.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
voidStore（char*str）//将查找失败记录添加到out.txt文件末尾
{
FILE*pf=fopen（"out.txt","wa"）;//以追加的方式写入
if（pf==NULL）//判断文件是否打开成功
{
printf（"创建out.txt失败\n"）;
fclose（pf）;
exit
（1）;
}
fscanf（pf,"%s",str）;
fclose（pf）;
}
6.输出哈希表中的记录
voidAllshow（）
{
for（inti=0;i{
if（hash_data[i].used）
{
show（i）;
}
}
printf（"\n\n"）;
}
7.随机生成数据，并将数据保存在new.txt
voidAuto_file（）
{
FILE*fp=fopen（"new.txt","w+"）;
writer.open（"new.txt"）;
if（fp==NULL）
{
printf（"创ä¡ä建¡§new.txt失º¡ì败㨹!
\n\n"）;
fclose（fp）;
exit
（1）;
}
chars[100]={0};
intk=0;
srand（time（0））;
for（inti=0;i<50;i++）
{
memset（s,0,100）;
k=0;
//随?
机¨²产¨²生¦¨²用®?
户¡ì名?
for（intj=0;j<8;j++,k++）
{
s[k]='a'+rand（）%26;
}
//随?
机¨²产¨²生¦¨²电Ì?
话¡ã号?
码?
s[k++]='\t';
for（j=0;j<12;j++,k++）
{
s[k]='0'+rand（）%10;
}
//随?
机¨²产¨²生¦¨²地Ì?
址¡¤
s[k++]='\t';
for（j=0;j<20;j++,k++）
{
s[k]='a'+rand（）%26;
}
fprintf（fp,"%s",s）;
if（i!
=49）
fprintf（fp,"\n"）;
}
fclose（fp）;
}
8.根据##查找哈希表中的记录
intFind_by_name（stringname）
{
inti=0;
intj=1;
intkey;
char*p;
for（key=0,p=&name[0];*p;p++）
key=key+*p;
key=key%43;
while
（1）
{
if（sign[key]=='0'&&key<=42）
{key++;j++;}
if（hash_data[key].name==name）
returnkey;
else
{
key=Handle_Random（key,i）;
j++;
}
if（j==num）
return-1;
}
}
9.根据用户名查找记录
voidFindName（）{
charname[10]="";
printf（"请输入要查找的用户名：
"）;
scanf（"%s",name）;
inti=Find（name,1）;
if（i==-1）
{
printf（"无此记录\n"）;
Store（name）;
}else{
printf（"查找结果：
\n"）;
show（i）;
}
printf（"\n\n"）;
}
10.根据查找记录
voidFindPhone（）{
charphone[12]="";
printf（"请输入要查找的：
"）;
scanf（"%s",phone）;
inti=Find（phone,2）;
if（i==-1）
{
printf（"无此记!
\n"）;
Store（phone）;
}else{
printf（"查找结果：
\n"）;
show（i）;
}
printf（"\n\n"）;}
12.整个程序的流程图如下
五﹑调试分析
1.测试环境
在Windows7环境下的VisualC++6.0。
2.模块调试
随机生成数据时，对随机生成的内容的控制需要特别注意。
要注意其字符组合模式，比如生成名字是应该只有字幕，生成是应该只有数字，在随机生成是用ASCII码的规律解决。
还要注意生成字符组合的长度限制，比如应该是11位，这可以在循环语句中进行控制。
在哈希含查找时要注意取余的除数的一致，这是哈希表成立的关键点。
3.复杂度分析
使用哈希表存储记录，在执行查找是可以快捷的进行查找。
程序选用了除留余数法建立哈希函数，选用在哈希法和为随机探测再散列法。
程序设定的哈希标长为50，文件数据长度为30，则哈希表的填装因子α为0.6，则查找成功时的平均查找长度为Snr≈-In〔1-0.6〕
查找不成功时的平均查找长度为Unr≈
六﹑测试结果
1菜单：
运行软件后会出现主菜单，然后可以根据上面的提示，选择相应操作。
2以##或者查询old.txt文件中的数据：
按照提示输入##查找：
第一步输入文件中没有的##kjhyuio查找结果显示无此记录。
第二步输入hefangfang就立刻显示出正确信息。
第三步显示以##为关键字建立的哈希表。
第四步输入0退出程序。
第二步输入文件中没有的1332455查找结果显示输入不正确。
第三步显示以为关键字建立的哈希表。
第四步输入0退出程序。
3以##或者查询new.txt文件中的数据：
按照提示输入##查找：
第一步输入文件中没有的##dbfgdswe查找结果显示无此记录。
第二步输入wfnfozvs就立刻显示出正确信息。
第三步显示以##为关键字建立的哈希表。
第四步输入0退出程序。
第二步输入20973726016查找结果显示正确信息。
第三步显示以为关键字建立的哈希表。
第四步输入0退出程序。
七﹑用户使用说明
本程序运行在Windows7系统下。
程序为命令提示行文件，执行文件前请在程序同目录下的old.txt文件中输入原始数据。
程序生成的文档文件也将存放在程序同目录下。
打开程序后请根据提示选择功能。
输入“1〞程序将使用程序同目录下的old.txt文件中的数据；
输入“2〞程序将随机生成数据；
输入“0〞则会结束程序。
输入“1〞表明用##做为关键字进行查找；
输入“2〞表明用做为关键字进行查找；
用##〔〕查找时
输入“1〞用户将需要输入##〔〕进行查找；
输入“2〞程序将显示完整的哈希表；
输入“0〞则会结束程序。
用户输入##查找后，若有这条记录，程序将显示该条记录。
若未找到这条记录，则显示“没有找到这条记录！
〞，同时将输入记录在程序同目录下的out.txt文件中。
选择随机生成随据，数据同时将输出在程序同目录下的new.txt文件中。
八﹑课程设计总结
1编程前遇到一些小问题：
由于C语言我们现在学的比较浅，所以编程都是自己通过网上学习或者请教同学，对于文件应用方面我了解甚少，但是经过自己自行学习文件知识后，了解了文件方面相应的知识。
开始时程序出现了一些问题，经过修改和完善，终于解决了每个问题，使程序新建或打开文件非常好。
通过努力也把文件应运得很好。
2心得：
通过此次课程设，我巩固和加深了对哈希表、文件等理论知识的理解；掌握现实复杂问题的分析建模和解决方法；也提高了对报告书写的规范性。
本次设计哈希表实现查询系统课程设计，实现了用户通过##或者查找自己建好的old.txt文件和系统自动生成的new.txt文件中的信息。
九﹑附录
源代码
#include
#include
#include
#include
#definesizehash100
#definesizename20
#definesizephone15
#definesizeaddress40
structData
{
charname[sizename];
charphone[sizephone];
charaddress[sizeaddress];
boolused;//表示该条记录已使用
}*hash_data;
intA[10]={1,6,11,16,21,26,31,36,41,46};//伪随机数
char*DataFile;
voidAuto_file（）
{
FILE*fp=fopen（"new.txt","w+"）;
//writer.open（"new.txt"）;
if（fp==NULL）
{
printf（"创建new.txt失败!
\n\n"）;
fclose（fp）;
exit
（1）;
}
chars[100]={0};
intk=0;
srand（time（0））;
for（inti=0;i<50;i++）
{
memset（s,0,100）;
k=0;
for（intj=0;j<8;j++,k++）
{
s[k]='a'+rand（）%26;
}
s[k++]='\t';
for（j=0;j<12;j++,k++）
{
s[k]='0'+rand（）%10;
}
s[k++]='\t';
for（j=0;j<20;j++,k++）
{
s[k]='a'+rand（）%26;
}
fprintf（fp,"%s",s）;
if（i!
=49）
fprintf（fp,"\n"）;
}
fclose（fp）;
}
intget_hashkey（char*str,intselect）
{
intKey=0,ReKey,m;
chartmp[10];
for（inti=0;i{
Key+=str[i];
}
Key%=sizehash;
if（hash_data[Key].used）
{
m=Key;
Key=-1;
if（select==1）
{
for（i=0;i<10;i++）
{
ReKey=（m+A[i]）%sizehash;
if（!
hash_data[ReKey].used）
{
Key=ReKey;
break;
}
}
}elseif（select==2）
{
ReKey=m;
for（i=0;i<100;i++）
{ReKey=ReKey+1;
ReKey=ReKey%sizehash;
if（!
hash_data[ReKey].used）
{
Key=ReKey;
break;
}
}
}
}
returnKey;
}
voidBuild_Hash（intHashType）//产生hash表
{
for（inti=0;iFILE*reader=fopen（DataFile,"r"）;
if（reader==NULL）
{
printf（"%s读取失败\n",DataFile）;
fclose（reader）;
exit
（1）;
}
chars[100];
charseps[]=",\t";
char*name;char*phone;char*address;
intHashKey;
while（!
feof（reader））
{
fgets（s,100,reader）;
if（strlen（s）>0）
{
name=strtok（s,seps）;
phone=strtok（NULL,seps）;
address=strtok（NULL,seps）;
if（HashType==1）
{
HashKey=get_hashkey（name,HashType）;}elseif（HashType==2）
{
HashKey=get_hashkey（phone,HashType）;}
if（HashKey==-1）
{
printf（"哈t希¡ê表À¨ª过y小?
或¨°哈t希¡ê碰?
撞Á2过y多¨¤！
ê?
"）;
fclose（reader）;
exit
（1）;
}else{
strcpy（hash_data[HashKey].name,name）;
strcpy（hash_data[HashKey].phone,phone）;
strcpy（hash_data[HashKey].address,address）;
hash_data[HashKey].used=true;
}
}
}
fclose（reader）;
}
voidshow（inti）
{
printf（"%s\t%s\t%s\n",hash_data[i].name,hash_data[i].phone,hash_data[i].address）;
}
voidAllshow（）
{
for（inti=0;i{
if（hash_data[i].used）
{
show（i）;
}
}
printf（"\n\n"）;
}
intFind（char*str,intselect）{
intKey=0;
intReKey;
chartmp[10];intm;
for（inti=0;i{
Key+=str[i];
}
Key%=sizehash;
if（!
hash_data[Key].used）
{
return-1;
}
if（（select==1&&strcmp（hash_data[Key].name,str）!
=0）||（select==2&&strcmp（hash_data[Key].phone,str）!
=0））
{
m=Key;
Key=-1;
if（select==1）
{
for（i=0;i<10;i++）
{
ReKey=（m+A[i]）%sizehash;
//if（pInfo[ReHashKey].name==str）
if（strcmp（hash_data[ReKey].name,str）==0）
{
Key=ReKey;
break;
}
}
}elseif（select==2）
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