哈希表课程设计

数据结构课程设计设计说明书哈希表的实现与应用学生姓名学号班级成绩指导教师曹记东数学与计算机科学学院注：指导教师成绩60%，答辩成绩40%，总成绩合成后按五级制记入。

摘要随着计算机的普及，社会的信息化不断普及提高，在此课程设计中。

设计了一个人员信息查找系统，本查找系统采用VC++作为软件开发环境，采用本系统可以简单地实现人员信息的查询，显示所有人员的信息。

在编制人员的信息中，具有人员的姓名、联系电话、以及人员的地址。

在插入人员信息中，采用以姓名为关键字插入，实现了哈希值的插入运算。

在查询具体人员的信息是可以采用以姓名为关键查人员信息，也可以采用以号码作为关键字查找人员信息。

在用姓名作为关键字查询信息时采用二次散列法处进行冲突处理，在以电话号码进行人员的信息查找时采用线性探测法处理冲突。

在界面设设计方面界面清晰，明了。

操作简单，易于用户所接受。

关键词：哈希表;信息查找系统;函数目录1 课题描述 (1)2 需求分析 (2)3 设计概要 (2)3.1 系统菜单 (2)3.2 各个模块之间调用关系 (3)3.3 数据结构描述与定义 (4)3.4 各个模块主要算法描述及流程图 (5)4详细设计 (11)4.1程序描述 (11)4.2具体步骤 (11)5 程序编码 (14)6 程序调试与测试 (25)7 结果分析 (32)8 总结 (33)参考文献 (34)1 课题描述散列表(也叫哈希表),是根据关键码值直接进行访问的数据结构,也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。

这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表。

本课程设计只要完成以下任务：1）完成哈希表的初始化、哈希函数值的运算、插入元素、查找元素。

2）求出每次哈希表查找的平均查找长度ASL。

3)利用线形探测和二次探测再散列处理冲突的功能。

2 需求分析哈希表是用散列表建立关键码字与其存储位置的对应关系，或者说，由关键码的函数值决定数据的存储地址，是根据关键码值直接进行访问的数据结构,查找速度极快（O(1)）,查找效率与元素个数n无关！在设计中需要实现哈希表的初始化、插入运算，以及每次查找的哈希表的平均长度ASL,同时在设计中要实现用线性探测和二次散列两种方法处理冲突等功能。

在建立哈希表中建立的不同哈希表会有不同的平均长度，同不同的处理冲突方法会有不同的平均查找长度。

3 设计概要进入主函数,用户输入需要功能代号进入选择选1:建立用户信息,选。

2.显示所有用户信息。

3.以姓名关键字插入用户信息。

4。

以姓名产生哈希表。

5，以号码产生哈希表。

6，以姓名查找关键字。

7以号码查找用户信息。

0，退出系统。

分别以上述确定的方法分别以用户名为检索以及以以电话号码将用户信息添加到哈希表。

在查找用户信息时必须先建立哈希表（先进行4、5步骤）。

只需输入用户的姓名或号码就可以查找到用户信息。

程序用结构体存储用户信息，建立的哈希表方便快速的查找到用户信息。

程序用链表的方式存储信息以及构造哈希表具体流程图如下所示:3.1功能模块图3.2 菜单系统3.2程序主流程图图3.2 各个模块之间调用关系3．3数据结构描述与定义用结构体数据定义哈希表typedef struct //哈希表{Record *elem[HASHSIZE]; //数据元素存储基址int count; //当前数据元素个数int size; //当前容量}HashTable;用结构体定义建立用户记录typedef struct //记录{char name[20];char tel[20];char add[20];}Record;初始化哈希表地址，初始化哈希表#define LEN sizeof(HashTable)#define HASHSIZE 54 //定义哈希表长HashTable *H;H=(HashTable*)malloc(LEN); //申请哈希表空间地址 for(i=0;i<HASHSIZE;i++) //初始化哈希表H->elem[i]=NULL;H->size=HASHSIZE; //哈希表大小H->count=0; //记录哈希表内个数大小Record a[MAXSIZE];3.4主要模块算法描述及流程图1）增加信息图3.4.1 用来输入用户信息，输入用户信息最大不能超过结构体所定义大小2）显示存储信息图3.4.2 显示用户信息,现实包括添加的用户在内的所有用户信息3)添加用户信息图3.4.3 按照关键字以用户姓名添加用户信息4）冲突处理函数图3.4.4 建立以姓名为关键字的冲突处理函数5）建立哈希表（姓名）图3.4.5 以姓名作为关键字建立哈希表6）查找（姓名）图3.4.6 以姓名作为关键字进行查找以号码建立哈希表，把号码作为关键字进行查找与以姓名作为关键字见建立哈希表把号码作为关键字进行查找相同，具体可参考以上对应个图。

4详细设计4.1程序描述:本程序以要求使用哈希表为工具快速快速查询学生信息，学生信息包括电话号码、用户名、地址；用结构体存储，并显示所有用户信息typedef struct //记录用户信息{char name[20];char tel[20];char add[20];}Record;4.2具体步骤主要函数int getin(Record* a,int n)该函数用于建立用户信息，用结构体Record a.类型来建立用户信息。

n用来记录建立的人员个数。

其核心语句是：for(i=0;i<NUM_BER;i++){printf("\t联系人%d\n",i+1);printf("\t\t用户名:");scanf("%s",a[i+n].name);printf("\t\t号码: ");scanf("%s",a[i+n].tel);printf("\t\t地址: ");scanf("%s",a[i+n].add);//gets(str2);int Hash1(char str[]) //以姓名产生哈希值该函数用于以人名建立哈希表时产生哈希值，用str[]来传递人名。

其核心语句是 m=n%HASHSIZE;Status collision1(int p,int &c) //冲突处理函数，采用二次探测再散列冲突该函数用于以人名建立哈希表时产生冲突时的冲突处理函数，该函数采用二次探测再散列冲突法处理冲突，p表示冲突的哈希地址，c用来记录冲冲突次数。

其核心语句是c++；q=(p+i*i)%HASHSIZE; q=(p-i*i)%HASHSIZE;int CreateHash1(HashTable* H,Record* a,int n)该函数用于以人名建立哈希表，便于以人民作为关键字查找信息。

用哈希表H->elem[pp]来接受产生的哈希值，record a[i],用来传递需要建立哈希地址的人员记录信息，n用来表示需要建立哈希地址的人员记录个数。

其关键语句是 H->elem[pp]=&(a[i]); H->count++;for(i=0;i<n;i++){c=0;p=Hash1(a[i].name);pp=p;while(H->elem[pp]!=NULL){m++;pp=collision(p,c);if(pp<0||pp>HASHSIZE){printf("\t\t第%d记录无法解决冲突",i+1)}break;}H->elem[pp]=&(a[i]); //求得哈希地址，将信息存入 H->count++;IntSearchHash1(HashTable *H,int &c,char str[],int n)该函数用于以姓名作为关键字进行查找信息。

HashTable *H表示需要在哈希表中查找，c表示查找时的冲突次数，str[]表示需要查找的人员姓名。

其关键语句是while((H->elem[pp]!=NULL)&&(eq(str,H->elem[pp]->name)==-1))pp=collision(p,c);if(H->elem[pp]!=NULL&&eq(str,H->elem[pp]->name)==1)Status collision2(int p,int &c)在以号码建立哈希表遇到冲突时用该函数线性探测法解决冲突处理，p表示以号码建立哈希表时的哈希地址，c代表冲突次数。

其核心语句是 p=(p+1)%HASHSIZE;int Hash2(char str[])该函数表示以号码作为关键字产生哈希值的哈希函数，str[]表示要产生哈希值的号码。

其核心语句是m=n%HASHSIZE; 用除留余数法构造哈希函数int CreateHash2(HashTable* H,Record* a,int n)该函数表示建表以电话号码为关键字建立相应的散列表，HashTable* H表示哈希表地址，Record*a表示要建立哈希地址的人员记录，n表示要建立的记录个数。

其核心语句是while(H->elem[pp]!=NULL){m++;pp=collision1(p,c);if(pp>HASHSIZE){printf("\t\t第%d记录无法解决冲突",i+1); / break;} //无法解决冲突，跳入下一循环break;} //求得哈希地址，将信息存入H->elem[pp]=&(a[i]);H->count++;SearchHash2(HashTable* H,int &c,char tele[],int n )该函数表示以电话号码关键字进行查找，HashTable* H 表示需要查找的哈希表，tele[]表示需要查找的号码，其核心语句是p=Hash2(tele);pp=p;while((H->elem[pp]!=NULL)&&(eq(tele,H->elem[pp]->tel)==-1))pp=collision(p,c);if(H->elem[pp]!=NULL&&eq(tele,H->elem[pp]->tel)==1){printf("\n\t\t查找成功！\n\t\t查找过程冲突次数为%d\n",c);printf("\t\t以下是您需要要查找的信息:\n");printf("\t\t姓名：%s\n\t\t电话号码：%s\n\t\t联系地址：%s\n",H->elem[pp]->name,H->elem[pp]->tel,H->elem[pp]->add);5 程序编码#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string>#define MAXSIZE 20 //电话薄记录数量#define MAX_SIZE 20 //人名的最大长度#define HASHSIZE 54 //定义表长#define SUCCESS 1#define UNSUCCESS -1#define LEN sizeof(HashTable)typedef int Status;Status NUM_BER; //记录的个数typedef struct //记录{char name[20];char tel[20];char add[20];}Record;typedef struct //哈希表{Record *elem[HASHSIZE]; //数据元素存储基址int count; //当前数据元素个数int size; //当前容量}HashTable;Status eq(char x[],char y[]) //关键字比较，相等返回SUCCESS；否则返回UNSUCCESS {if(strcmp(x,y)==0)return SUCCESS;elsereturn UNSUCCESS;}int getin(Record* a,int n) //键盘输入各人的信息{printf("\t\t要添加的个数：");scanf("%d",&NUM_BER);int i;if(NUM_BER<MAXSIZE){for(i=0;i<NUM_BER;i++){printf("\t联系人%d\n",i+1);printf("\t\t用户名:");scanf("%s",a[i+n].name);printf("\t\t号码: ");scanf("%s",a[i+n].tel);printf("\t\t地址: ");scanf("%s",a[i+n].add);//gets(str2);}return n+NUM_BER;}else{printf("\t\t输入的个数过大，请重新选择：\n");return UNSUCCESS;}}void ShowInformation(Record* a,int n) //显示输入的用户信息{int i;for( i=0;i<n;i++)printf("\n\t第%d个用户信息:\n\t\t姓名：%s\n \t\t电话号码：%s\n \t\t联系地址：%s\n",i+1,a[i].name,a[i].tel,a[i].add);}long fold(char s[20]) //人名的折叠处理{char *p;long sum=0;char ss[20];strcpy(ss,s); //复制字符串，不改变原字符串的大小写strupr(ss); //将字符串ss转换为大写形式p=ss;while(*p!='\0')sum+=*p++;printf("\n\t\tsum=%d",sum);return sum;}int Hash1(char str[]) //哈希函数{long n;int m;n=fold(str); //先将用户名进行折叠处理m=n%HASHSIZE; //折叠处理后的数，用除留余数法构造哈希函数return m; //并返回模值}Status collision1(int p,int &c) //冲突处理函数，采用二次探测再散列法解决冲突。