哈希表开散列法(拉链法)
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