哈希查找数据结构实验报告1.docx
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哈希查找数据结构实验报告1
南昌航空大学实验报告
课程名称：
数据结构实验名称：
实验九查找
班级：
学生姓名：
学号：
指导教师评定：
签名:
题目：
编程实现哈希表的造表和查找算法。
要求：
用除留余数法构造哈希函数，用二次探测再散列解决冲突。
一、需求分析
1.用户可以根据自己的需求输入一个顺序表（哈希表）
2.通过用除留余数法构造哈希函数，并用开放地址的二次探测再散列解决冲突。
3.在经过排序后显示该哈希表。
4.程序执行的命令包括：
（1）创建哈希表
（2）输出哈希表（3）二次探测再散列解决冲突
二、概要设计
⒈为实现上述算法，需要顺序表的抽象数据类型：
ADTHash{
数据对象D：
D是具有相同特征的数据元素的集合。
各数据元素均含有类型相同，可唯一标识数据元素的关键字。
数据关系R：
数据元素同属一个集合。
基本操作P:
Creathash（&h）
操作结果：
构造一个具有n个数据元素的哈希查找表h。
destroyhash（&h）
初始条件：
哈希查找表h存在。
操作结果：
销毁哈希查找表h。
displayhash（h）
初始条件：
哈希查找表h存在。
操作结果：
显示哈希查找表h。
hash（h，&k）
初始条件：
哈希查找表h存在。
操作结果：
通过除留余数法得到地址用k返回。
hash2（i，&k）
初始条件：
哈希查找表h存在存在，i是除留余数法得到的地址。
操作结果：
返回二次探测再散列解决冲突得到的地址k。
search（h，key）
初始条件：
哈希查找表h存在。
操作结果：
查找表h中的key，若查找成功，返回其地址，否则返回-1
insert（&h，key）
初始条件：
哈希查找表h存在。
操作结果：
若表h中没有key，则在h中插入key。
search1（h,key,&p）
初始条件：
哈希查找表h存在。
操作结果：
在表h中查找key，若没有，则返回p的插入的地址，否则返回-1。
}ADTHash
2.本程序有三个模块：
⑴主程序模块
main（）{
初始化；
{
接受命令；
显示结果；
｝
｝
⑵创建hash表的模块：
主要建立一个哈希表；
⑶解决冲突模块：
利用开放地址的二次探测再散列解决冲突；
（4）输出哈希表模块：
显示已创建哈希表。
三、详细设计
⒈元素类型，结点类型
typedefstruct
{
intkey;
}keytype;
typedefstruct
{
keytypeelem[100];
intlength;/*当前的长度*/
intsize;/*哈希表的总长*/
}hashtable;
/*全局变量*/
inta=0,b=0;
/*哈希函数*/
2.对抽象数据类型中的部分基本操作的伪码算法如下：
/*哈希函数*/
inthash（hashtable*h,intk）
{
returnk%h->size;
}
/*二次探测再散列解决冲突*/
inthash2（inti,intt）
{if（i%2==0）
t=t+pow（++a,2）;
else
t=t-pow（++b,2）;
returnt;
}
/*创建哈希表*/
voidcreat（hashtable*h）
{inti,j,key,t,p;
printf（"inputhashsizeandlength:
"）;
scanf（"%d%d",&h->size,&h->length）;
for（i=0;isize;i++）
h->elem[i].key=-1;
printf（"inputdata:
\n"）;
for（j=0;jlength;j++）
{scanf（"%d",&key）;
p=hash（h,key）;
if（h->elem[p].key==-1）
h->elem[p].key=key;
else
{i=0;
t=p;
while（h->elem[p].key!
=-1&&h->elem[p].key!
=key&&isize/2）
{p=hash2（i,t）;
i++;
}
a=b=0;
h->elem[p].key=key;
}
}
}
/*查找哈希表中的元素，返回元素的地址，否则返回-1*/
intsearch（hashtable*h,intkey）
{intp,t,i=0;
p=hash（h,key）;
t=p;
while（h->elem[p].key!
=-1&&h->elem[p].key!
=key&&isize/2）
{p=hash2（i,t）;
i++;
}
if（h->elem[p].key==key）returnp;
elsereturn（-1）;
}
/*查找哈希表的元素，返回p的插入的位置*/
voidsearch1（hashtable*h,intkey,int*p）
{intt,s,c=0;
t=hash（h,key）;
s=t;
while（h->elem[t].key!
=-1&&h->elem[t].key!
=key&&csize/2）
{t=hash2（c,s）;
c++;
}
if（h->elem[t].key==key）*p=t;
else
{
t=-1;*p=t;
}
}
/*插入数据元素到开放地址哈希表中*/
voidinsert（hashtable*h,intkey）
{intp;
p=search（h,key）;
if（p!
=-1）printf（"thelocationis:
%d\n",p）;
else
{search1（h,key,&p）;
++h->size;
++h->length;
h->elem[h->size].key=key;
}
}
/*输出哈希表*/
voidprinthash（hashtable*h）
{inti;
for（i=0;isize;i++）
printf（"%-4.2d",i）;
printf（"\n"）;
for（i=0;i<2*h->size;i++）
printf（"--"）;
printf（"\n"）;
for（i=0;isize;i++）
printf（"%-4.2d",h->elem[i].key）;
}
3.主函数和其他函数的伪码算法
/*主函数*/
voidmain（）
{hashtablet;
inti,key,key1,c;
creat（&t）;
printf（"outputthehash:
\n\n"）;
printhash（&t）;
printf（"\n\ncurrentthelengthis:
%d\n",t.length）;
printf（"\ninputasearchkey:
"）;
scanf（"%d",&key）;
c=search（&t,key）;
if（c!
=-1）
printf（"it'slocationis:
%d\n",c）;
else
printf（"can'tsearchthekey!
\n"）;
printf（"\n\naddthekey:
"）;
scanf（"%d",&key1）;
insert（&t,key1）;
printf（"\n"）;
for（i=0;iprintf（"%-4.2d",i）;
printf（"\n"）;
for（i=0;i<2*t.size;i++）
printf（"--"）;
printf（"\n"）;
for（i=0;iprintf（"%-4.2d",t.elem[i].key）;
printf（"%-4.2d",t.elem[++i].key）;
printf（"\n\ncurrentthelengthis:
%d",t.length）;
getch（）;
}
4函数调用关系
main
creatprinthashinsertsearch
hashhash2searchsearch1hashhash2
四、调试分析
⒈开始的时候在创建哈希表的时候总是得不到相应的结果，最后发现原来是在creat函数中的i重复利用，使得结果混乱了，为解决这个问题我将该函数中的for语句的i该为j，避免与内while的i发生混乱使用。
⒉在编写hash2函数的时候利用了全局变量a和b，开始的时候在creat函数的镇南关没有加a=b=0;语句使得结果不正确。
3.为使得显示的哈希表比较美观，设计的过程进行了多次的调试。
特别是h->size和h->length有时会用错。
4.算法的时空分析
各操作的算法时间复杂度比较合理
hash，hash2为O
（1）；creat，search，search1，insert，printhash为O（n）,
注：
n为哈希表的长度。
（注：
也可用平均查找长度ASL）
5.本次实验采用数据抽象的程序设计方法，将程序化为三层次结构，设计时思路清晰，使调试也较顺利，各模块有较好的可重用性。
五、用户手册
⒈本程序的运行环境为windowsxp操作系统，并且在TC2.0中运行，执行文件为Exp9.c；
2.进入演示程序后，完成编译，再点击超级工具集里的中文DOS环境运行选项，进入DOS环境中，用户根据需求键入相应的数据，可以看到相应的结果。
六、测试结果
在dos下输入数据元素：
8864247502156854283961
并且查找数据元素28和插入数据元素27
则在dos界面输入如图所示：
七、附录：
源程序
#include"stdio.h"
#include"math.h"
#defineSIZE100
typedefstruct
{
intkey;
}keytype;
typedefstruct
{
keytypeelem[100];
intlength;/*当前的长度*/
intsize;/*哈希表的总长*/
}hashtable;
/*全局变量*/
inta=0,b=0;
/*哈希函数*/
inthash（hashtable*h,intk）
{
returnk%h->size;
}
/*二次探测再散列解决冲突*/
inthash2（inti,intt）
{if（i%2==0）
t=t+pow（++a,2）;
else
t=t-pow（++b,2）;
returnt;
}
/*创建哈希表*/
voidcreat（hashtable*h）
{inti,j,key,t,p;
printf（"inputhashsizeandlength:
"）;
scanf（"%d%d",&h->size,&h->length）;
for（i=0;isize;i++）
h->elem[i].key=-1;
printf（"inputdata:
\n"）;
for（j=0;jlength;j++）
{scanf（"%d",&key）;
p=hash（h,key）;
if（h->elem[p].key==-1）
h->elem[p].key=key;
else
{i=0;
t=p;
while（h->elem[p].key!
=-1&&h->elem[p].key!
=key&&isize/2）
{p=hash2（i,t）;
i++;
}
a=b=0;
h->elem[p].key=key;
}
}
}
/*查找哈希表中的元素，返回元素的地址，否则返回-1*/
intsearch（hashtable*h,intkey）
{intp,t,i=0;
p=hash（h,key）;
t=p;
while（h->elem[p].key!
=-1&&h->elem[p].key!
=key&&isize/2）
{p=hash2（i,t）;
i++;
}
if（h->elem[p].key==key）returnp;
elsereturn（-1）;
}
/*查找哈希表的元素，返回p的插入的位置*/
voidsearch1（hashtable*h,intkey,int*p）
{intt,s,c=0;
t=hash（h,key）;
s=t;
while（h->elem[t].key!
=-1&&h->elem[t].key!
=key&&csize/2）
{t=hash2（c,s）;
c++;
}
if（h->elem[t].key==key）*p=t;
else
{
t=-1;*p=t;
}
}
/*插入数据元素到开放地址哈希表中*/
voidinsert（hashtable*h,intkey）
{intp;
p=search（h,key）;
if（p!
=-1）printf（"thelocationis:
%d\n",p）;
else
{search1（h,key,&p）;
++h->size;
++h->length;
h->elem[h->size].key=key;
}
}
/*输出哈希表*/
voidprinthash（hashtable*h）
{inti;
for（i=0;isize;i++）
printf（"%-4.2d",i）;
printf（"\n"）;
for（i=0;i<2*h->size;i++）
printf（"--"）;
printf（"\n"）;
for（i=0;isize;i++）
printf（"%-4.2d",h->elem[i].key）;
}
/*主函数*/
voidmain（）
{hashtablet;
inti,key,key1,c;
creat（&t）;
printf（"outputthehash:
\n\n"）;
printhash（&t）;
printf（"\n\ncurrentthelengthis:
%d\n",t.length）;
printf（"\ninputasearchkey:
"）;
scanf（"%d",&key）;
c=search（&t,key）;
if（c!
=-1）
printf（"it'slocationis:
%d\n",c）;
else
printf（"can'tsearchthekey!
\n"）;
printf（"\n\naddthekey:
"）;
scanf（"%d",&key1）;
insert（&t,key1）;
printf（"\n"）;
for（i=0;iprintf（"%-4.2d",i）;
printf（"\n"）;
for（i=0;i<2*t.size;i++）
printf（"--"）;
printf（"\n"）;
for（i=0;iprintf（"%-4.2d",t.elem[i].key）;
printf（"%-4.2d",t.elem[++i].key）;
printf（"\n\ncurrentthelengthis:
%d",t.length）;
getch（）;
}
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