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int Collision_Random(int key,int i)//伪随机数探量观测再散列法处理冲突void Init_HashTable_by_name(string name,string phone,string address) //以姓名为关键字建立哈希表int Collision_Rehash(int key,string str)//再哈希法处理冲突void Init_HashTable_by_phone(string name,string phone,string address) //以电话号码为关键字建立哈希表void Outfile(string name,int key)//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void Outhash(int key)//输出哈希表中的记录void Rafile()//随机生成数据，并将数据保存在new.txtvoid Init_HashTable(char*fname,int n)//建立哈希表int Search_by_name(string name)//根据姓名查找哈希表中的记录int Search_by_phone(string phone)//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 <fstream>#include <iostream>#include <string>using namespace std;ifstream in_file;ofstream out_file;int D[10]={1,3,5,8,13,15,17,21,27,34};//伪随机数序列int count;//当前数据元素个数int sizeindex;//哈希表的长度char *sign;//冲突的标志struct Data{string name;string phone;string address;}; Data *intermediate_data;int Collision_Random(int key,int i)//伪随机数探量观测再散列法处理冲突{int Re_key;if(sign[key]=='1'){Re_key=(key+D[i])%sizeindex;return Re_key;//归回新的要害码}return -1;}void Init_HashTable_by_name(string name,string phone,string address)//以姓名为关键字建立哈希表{int i=0;int key;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}int Collision_Rehash(int key,string str)//再哈希法处理冲突{int Re_key;int num1=(str[0]-'0')*1000+(str[1]-'0')*100+(str[2]-'0')*10+(str[3]-'0');int num2=(str[4]-'0')*1000+(str[5]-'0')*100+(str[6]-'0')*10+(str[7]-'0');int num3=(str[8]-'0')*100+(str[9]-'0')*10+(str[10]-'0');Re_key=num1+num2+num3;Re_key=(Re_key+key)%sizeindex;return Re_key;}void Init_HashTable_by_phone(string name,string phone,string address)//以电话号码为关键字建立哈希表{int key;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';}void Outfile(string name,int key)//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"<<endl;exit(1);}out_file<<name<<endl;out_file.close();}}void Outhash(int key)//输出哈希表中的记录{unsigned i;if((key==-1)||(sign[key]=='0')){cout<<"\n"<<"无此记录\n"<<endl;}else{for(i=0;i<strlen(&(intermediate_data[key].name[0]));i++) cout<<intermediate_data[key].name[i];for(i=0;i<8;i++)cout<<" ";cout<<intermediate_data[key].phone;for(i=0;i<8;i++)cout<<" ";cout<<intermediate_data[key].address<<endl;}}void Rafile()//随机生成数据，并将数据保存在new.txt{int i,j;out_file.open("new.txt");if(out_file.fail()){cout<<"\n"<<"文件打开失败\n"<<endl;exit(1);}for(j=0;j<30;j++){string name="";for(i=0;i<20;i++)name+=rand()%26+'a';out_file<<name<<" ";string phone="";for(i=0;i<11;i++)phone+=rand()%10+'0';out_file<<phone<<" ";string address="";for(i=0;i<29;i++)address+=rand()%26+'a';address+=',';out_file<<address<<endl;}out_file<<"*";out_file.close();}void Init_HashTable(char*fname,int n)//建立哈希表{string name="";string phone="";string address="";int i,j;in_file.open(fname);if(in_file.fail()){cout<<"\n"<<"文件打开失败\n"<<endl;exit(1);}while(!in_file.eof()){char* str=new char[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else Init_HashTable_by_phone(name,phone,address);//以电话号码为关键字delete str;}in_file.close();}int Search_by_name(string name)//根据姓名查找哈希表中的记录{int i=0;int j=1;int key;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;}return key;}int Search_by_phone(string phone)//根据电话号码查找哈希表中的记录{int key;char*p;for(key=0,p=&phone[0];*p;p++)key=key+*p;key=key%42;int j=1;while(sign[key]=='1'&&(intermediate_data[key].phone!=phone)) {key=Collision_Rehash(key,phone);j++;if(j=count)return-1;}return key;}void main(){count=0;sizeindex=50;int i,k;int ch;char *Fname;sign=new char[sizeindex];intermediate_data=new Data[sizeindex];for(i=0;i<sizeindex;i++)sign[i]='0';sign[i]='\0';for(i=0;i<sizeindex;i++){intermediate_data[i].name="";intermediate_data[i].phone="";intermediate_data[i].address="";}cout<<"§**********************************************************§"<<endl;cout<<"§**§"<<endl;cout<<"§* 请选择用于查找的数据来源*§"<<endl;cout<<"§* *§"<<endl;cout<<"§* 1 . old.TXT*§"<<endl;cout<<"§* 2 . 随机生成*§"<<endl;cout<<"§* 0 . 退出程序*§"<<endl;cout<<"§**********************************************************§"<<endl;do{cout<<"\n"<< " 请输入选择 : \n";cin>>k;switch(k){case 0:return;case 1:Fname="old.txt";break;case 2:Rafile();Fname="new.txt";break;default:cout<<"输入序号有误，请重新输入\n"<<endl;}}while((k!=1)&&(k!=2)&&(k!=0));//system("cls");cout<<"§**********************************************************§"<<endl;cout<<"§* *§"<<endl;cout<<"§* 请选择查找方式*§"<<endl;cout<<"§* *§"<<endl;cout<<"§* 1 . 根据姓名查找*§"<<endl;cout<<"§* 2 . 根据电话号查找*§"<<endl;cout<<"§* *§"<<endl;cout<<"§**********************************************************§"<<endl;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"<<endl;}}while((ch!=1)&&(ch!=2));//system("cls");Init_HashTable(Fname,ch);while(ch==1){int choice;cout<<"§**********************************************************§"<<endl;cout<<"§* *§"<<endl;cout<<"§* 请选择功能*§"<<endl;cout<<"§* *§"<<endl;cout<<"§* 1 . 输入姓名查找数据*§"<<endl;cout<<"§* 2 . 显示哈希表*§"<<endl;cout<<"§* 0 . 退出程序*§"<<endl;cout<<"§**§"<<endl;cout<<"§**********************************************************§"<<endl;do{cout<<"\n"<< " 请输入选择 : \n";cin>>choice;switch(choice){case 1:{int key1;string name;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"<<endl;Outhash(key1);}break;case 2:{cout<<"\n"<<" 哈希表: \n"<<endl;for(i=0;i<sizeindex;i++){if(sign[i]!='0'){cout<<"* ";Outhash(i);}}cout<<"* *"<<endl;}break;case 0:return;default:cout<<" 输入序号有误，请重新输入\n"<<endl;}}while((choice!=1)&&(choice!=2)&&(choice!=0));}while(ch==2){int choice;cout<<"§**********************************************************§"<< endl;cout<<"§* *§"<<endl;cout<<"§* 请选择功能*§"<<endl;cout<<"§* 1 . 输入电话查找数据*§"<<endl;cout<<"§* 2 . 显示哈希表*§"<<endl;cout<<"§* 0 . 退出*§"<<endl;cout<<"§* *§"<<endl;cout<<"§**********************************************************§"<<endl;do{cout<<"\n"<< " 请输入选择 : \n";cin>>choice;switch(choice){case 1:{int key2;string phone;do{cout<<"* 请输入11位的电话号码: ";cin>>phone;if(strlen(&phone[0])!=11){cout<<"\n"<<"电话号码输入不正确!请重新输入\n"<<endl;}}while(strlen(&phone[0])!=11);key2=Search_by_phone(phone);Outfile(phone,key2);cout<<"\n"<<"查找结果:\n"<<endl;cout<<"* ";Outhash(key2);}break;case 2:{cout<<"\n"<<"哈希表:\n"<<endl;for(i=0;i<sizeindex;i++){if(sign[i]!='0'){cout<<"* ";Outhash(i);}}cout<<"* *"<<endl;}break;case 0:return;default:cout<<" 输入序号有误，请重新输入\n"<<endl;}}while((choice!=1)&&(choice!=2)&&(choice!=0));}}。