哈希表开散列法(拉链法)

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开散列法又叫链地址法(开链法)。
开散列法:首先对关键码集合用散列函数计算散列地址,具有相同地址的关键码归于同一子集合,每一个子集合称为一个桶,各个桶中的元素通过一个单链表链接起来,各链表的头结点存储在哈希表中。

设元素的关键码为37, 25, 14, 36, 49, 68, 57, 11, 散列表为HT[12],表的大小为12,散列函数为Hash(x) = x % 11
Hash(37)=4
Hash(25)=3
Hash(14)=3
Hash(36)=3
Hash(49)=5
Hash(68)=2
Hash(57)=2
Hash(11)=0
使用哈希函数计算出每个元素所在的桶号,同一个桶的链表中存放哈希冲突的元素。

通常,每个桶对应的链表结点都很少,将n个关键码通过某一个散列函数,存放到散列表中的m个桶中,那么每一个桶中链表的平均长度为。以搜索平均长度为的链表代替了搜索长度为 n 的顺序表,搜索效率快的多。
应用链地址法处理溢出,需要增设链接指针,似乎增加了存储开销。事实上:
由于开地址法必须保持大量的空闲空间以确保搜索效率,如二次探查法要求装载因子a <= 0.7,而表项所占空间又比指针大的多,所以使用链地址法反而比开地址法节省存储空间。

哈希拉链相关代码如下:

使用素数表对齐做哈希表的容量,降低哈希冲突。

size_t HashTableKPrime(size_t N) //获取素数{ int i = 0; const int _PrimeSize = 28; static const unsigned long _PrimeList [] = { 53ul, 97ul, 193ul, 389ul, 769ul, 1543ul, 3079ul, 6151ul, 12289ul, 24593ul, 49157ul, 98317ul, 196613ul, 393241ul, 786433ul, 1572869ul, 3145739ul, 6291469ul, 12582917ul, 25165843ul, 50331653ul, 100663319ul, 201326611ul, 402653189ul, 805306457ul, 1610612741ul, 3221225473ul, 4294967291ul }; for (i=0; i<_PrimeSize; i++) { if (_PrimeList[i] > N) return _PrimeList[i]; } return _PrimeList[_PrimeSize-1];}

开辟拉链的链式节点

HashNode* BuyHashKNode(KeyType key,ValueType value) //开辟新节点{ HashNode *tmp = (HashNode *)malloc(sizeof(HashNode)); assert(tmp); tmp->_key = key; tmp->_value = value; tmp->_next = NULL; return tmp;}

哈希函数

KeyType HashKFunc(KeyType key,size_t n){ return key%n;}

哈希拉链表的初始化

void HashTableKInit(HashTable *ht,size_t N)//初始化{ assert(ht); ht->_N = N; ht->_size = 0; **这里要特别注意开辟空间是给指针数组** ht->_tables = (HashNode **)malloc(sizeof(HashNode*)*ht->_N); assert(ht->_tables); memset(ht->_tables,0,sizeof(HashNode*)*ht->_N);}

插入时扩容这块很关键,要重新开辟一块数组空间,把原先的表中数据映射过来,但是拉链节点不用重新开辟,直接把原先的节点拿过来。

int HashTableKInsert(HashTable* ht, KeyType key, ValueType value) //插入{ KeyType index; HashNode *node = BuyHashKNode(key,value); assert(ht); if (ht->_N == ht->_size) //扩容 { size_t i = 0; HashTable newht; HashTableKInit(&newht,HashTableKPrime(ht->_N)); for (i=0; i<ht->_N; i++) { if (ht->_tables[i]) { KeyType index; HashNode *cur = ht->_tables[i]; while (cur) { HashNode *next = cur->_next; index = HashKFunc(cur->_key,newht._N); cur->_next = newht._tables[index]; newht._tables[index] = cur; cur = next; } } } free(ht->_tables); ht->_tables = newht._tables; ht->_N = newht._N; } index = HashKFunc(key,ht->_N); if (ht->_tables[index]) { HashNode *cur = ht->_tables[index]; while (cur) { if (cur->_key == key) return -1; cur = cur->_next; } } node->_next = ht->_tables[index]; ht->_tables[index] = node; ht->_size++; return 0;}

查找函数

HashNode* HashTableKFind(HashTable* ht, KeyType key) //查找{ ValueType index = HashKFunc(key,ht->_N); assert(ht); if (ht->_tables[index]) { if (ht->_tables[index]->_key == key) return ht->_tables[index]; else { HashNode *cur = ht->_tables[index]; while (cur) { if (cur->_key == key) return cur; cur = cur->_next; } return NULL; } } else return NULL; }

删除函数

int HashTableKRemove(HashTable* ht, KeyType key) //删除{ KeyType index = HashKFunc(key,ht->_N); assert(ht); if (ht->_tables[index]) { HashNode *prev = ht->_tables[index]; HashNode *cur = ht->_tables[index]; while (cur) { if (cur == prev && cur->_key == key) { ht->_tables[index] = cur->_next; free(cur); cur = NULL; ht->_size--; return 0; } else if(cur->_key == key) { prev-> = cur->_next; free(cur); cur = NULL; ht->_size--; return 0; } prev = cur; cur = cur->_next; } return -1; } else return -1;}
void HashTableKDestory(HashTable* ht) //销毁{ size_t i = 0; assert(ht); for (i=0; i<ht->_N;++i) { if (ht->_tables[i]) { HashNode *cur = ht->_tables[i]; while (cur) { HashNode *tmp = cur; cur = cur->_next; free(tmp); tmp = NULL; } } } free(ht->_tables); ht->_tables = NULL; ht->_size = 0; ht->_N = 0;}

测试函数

void TestHashTableK(){ HashTable ht; HashTableKInit(&ht,3); HashTableKInsert(&ht,10,0); HashTableKInsert(&ht,11,0); HashTableKInsert(&ht,12,0); HashTableKInsert(&ht,106,0); HashTableKInsert(&ht,53,0); HashTableKInsert(&ht,1,0); HashTableKInsert(&ht,15,0); HashTableKInsert(&ht,0,0); HashTableKInsert(&ht,53,0); HashTableKInsert(&ht,52,0); HashTableKInsert(&ht,104,0); HashTableKInsert(&ht,2,0); HashTableKInsert(&ht,54,0); HashTableKInsert(&ht,108,0); HashTableKPrint(&ht); printf("/n"); printf("%d ",HashTableKFind(&ht,2)->_key); printf("%d ",HashTableKFind(&ht,53)->_key); printf("%d ",HashTableKFind(&ht,0)->_key); printf("%d ",HashTableKFind(&ht,12)->_key); printf("%p ",HashTableKFind(&ht,156)); printf("/n/n"); HashTableKRemove(&ht,2); HashTableKRemove(&ht,53); HashTableKRemove(&ht,1); HashTableKRemove(&ht,54); HashTableKRemove(&ht,89); HashTableKPrint(&ht); HashTableKDestory(&ht); HashTableKPrint(&ht);}

测试结果:

相关哈希表概念请看哈希表详解:这里写链接内容

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