Hash表的建立和查找

Hash表的建立和查找摘要：本人设计的是一个关于Hash表的建立于查找系统，其主要功能是，用户可以手工输入Hash表元素的个数和各个元素的数据内容后，系统便相应地建立一个Hash表，当输入错误时，系统会现实输入错误，并提示重新输入；对已建立的Hash表可进行多次查找，系统输出查找到的信息，用户可以按提示信息退出系统。

Hash表采用结构体数组进行存储，Hash函数由除留余数法建立，冲突的解决采用线性探针。

关键字：Hash表，结构体数组，除留余数法，线性探测0.引言随着时代的进步，科技的发展，信息时代已经来临，在这样的时代背景之下，人们迫切需要要对信息进行存储和查找，而数据结构成为了信息技术中极为重要的一门学科，发挥着关键作用。

信息资料之多﹑之杂﹑之广，使如何存储和高效查找信息成为了一个很严肃的问题。

本次课程设计中，我设计了一个小程序对用户输入的数据利用Hash表进行存储。

存储完成后，用户可利用Hash表查找数据，速度十分快，可多次查找，也可按提示信息退出。

1.需求分析此哈希表的建立与查找，主要可以实现以下功能：1.1哈希表的建立建立哈希函数，根据用户输入的数据元素个数和各元素的值建立哈希表，即数据的添加与存储。

如果输入的元素个数不在规定的范围内，系统输出相应的输入错误信息，并提示重新输入数据个数。

1.2 哈希表的查找哈希表建立好之后，用户输入想要查找的值，屏幕会显示相应的信息。

如果这个值存在，屏幕显示该值信息；如果不存在，则显示该值不存在；如果想退出系统，则按提示输入命令。

2.数据结构设计2.1 定义结构体typedef struct hashtable{int key; //定义关键字int cn; //定义查找次数}; //定义哈希表类型2.2 定义结构体数组hashtable h[20]; //定义哈希表的空间3.算法设计3.1 哈希函数该函数利用除留余数法实现“哈希函数”const int m=19; //不大于表长的最大质素int hash (int key){ //哈希函数return key%m; //除留余数法}3.2 信息查找函数int Serch_hash(hashtable h[],int key){//哈希表查找函数int d,i,d1;i=0;d1=hash(key);d=hash(key); //求哈希地址h[d].cn=0; //定义查找次数while((h[d].key!=key)&&(i<20)){//元素位置冲突时，进行线性探测i++ ; //寻求下一个单元h[d].cn++; //求找次数加1d=(d1+i)%m; //线性探测记录的插入位置}if(h[d].cn>=20){//hash表已满，插入失败，返回unsuccesscout<<"the hashtable is full!"<<endl;return(unsuccess);}return(d); //若h[d]的关键字等于key说明查找成功}//Serch_hush3.3 数据输入函数int Insert_hash(hashtable h[20],int key){//hash插入函数,插入成功返回success，插入不成功返回unsuccess//查找不成功时，将给定关键字key插入到哈希表中int d;d= Serch_hash(h, key);if(h[d].key==0){//插入成功h[d].key=key;cout<<"Insert success!"<<endl;return(d );}else{//插入不成功cout<<"Unsuccess!"<<endl;return(unsuccess);}}//Insert_hush3.4 建立哈希表函数void Set_hash(hashtable h[]){//根据用户输入的信息建立一个哈希表int n=0;int i;int key1;cout<<"Input the number of the element(less than the length of the list 20and no less than 0):"<<endl; //提示输入规定范围内的长度cin>>n; //输入数据个数if(n>=20) //输入不合理的个数cout<<"Please input a length less than 20:"<<endl;//数据个数大于等于表长20 else{if(n<0)cout<<"Please input a length no less than 0:"<<endl;//数据个数小于0 }while(n<0||n>=20){cin>>n;if(n>=20) //输入不合理的数据个数cout<<"Please input a length less than 20:"<<endl;else{if(n<0)cout<<"Please input a length no less than 0:"<<endl;}}for(i=0;i<n;i++){//依次插入用户输入的各个元素的数据cout<<"Input the key word:"<<endl;cin>>key1; //输入元素数据Insert_hash(h,key1) ; //调用哈希表插入运算}}//Set_hush3.5 主函数void main(){int key0;float key1=0;int i ;cout<<"Build the hash list:"<<endl;Set_hash(h); //建立哈希表cout<<"Now you can search in the hash lish:"<<endl; //提示用户查找cout<<"Input the key word of the element required to search"<<endl;cout<<"(If you want to exit,input a figure bigger than 0 and small than 1.)"<<endl;cin>>key0; //输入想要查找的数据key1=key0;while((key1-key0)==0){//多次查找输入的数据，系统会显示相应的结果//按提示退出系统i=Serch_hash(h,key0);if(h[i].key==key0){//存在该元素时cout<<key0<<" exits in the list."<<endl; //打印存在信息cout<<"Its pose is num."<<i<<endl; //打印元素位置}elsecout<<"There is no "<<key0<< endl;cout<<"Input the key word of the element required to search"<<endl;cout<<"(If you want to exit,input a figure bigger than 0 and small than 1.)"<<endl;cin>>key1; //用户继续输入数据key0=int (key1);}}//main3.6 有关其他技术讨论本程序选用结构体数组为存储结构，实现了哈希表的数据存储。

哈希表查找给予一种尽可能不通过比较操作而直接得到记录的存储位置的想法而提出的一种特殊查找技术。

它的基本思想是通过记录中关键字的值key为自变量，通过某一种确定的函数hash，计算出函数值hash（key）作为存储地址，将相应的关键字的记录存储到对应的位置上。

而在查找中仍需要用这个确定的函数hash ，获得所要查找的关键字所在的记录的存储位置。

除留余数法（Division Method）是用关键字key除以某个正整数M，所得余数作为哈希地址的方法。

对应hash函数hash（key）为：hash（key）=key % M，一般情况下M 的取值为不大于表长的质数。

开放定址发解决冲突，形成下一个地址的形式是：Hi=（hash（key）+di）%M i=1，2，…，k（k<=m）其中，hash（key）为哈希函数，M为某个正整数，di为增量序列。

线形探测再散列，是将开放定地址发中的增量di设定为一系列从1开始一直到表长减1的整数序列：1，2，3，…,m-1(m为表长)。

本系统对用户在操作时可能进行的错误和违规操作，给出了基本的提示信息和解决方案，以便用户在非法操作后得到意想不到的结果，即在根据用户输入的数据建立hash表并将所有数据存入表中时。

如果输入数据不和理（即输入的数据长度大于或等于表长，或小于0），屏幕会提示错误信息，并提示用户重新输入正确的数据值；如果输入数据合理（即输入的表长大于等于0，小于表长），用户就可以按提示信息输入表元素，哈希表就会被成功建立。

本系统对用户在操作时可能进行的错误和违规操作，给出了基本的提示信息和解决方案，以便用户在非法操作后得到意想不到的结果。

4.程序运行结果4.1 运行界面4.2 输入元素超过哈希表表长的界面4.3输入出错提示界面4.4 输入正确提示建立哈希表的界面4.5 根据提示建立哈希表的界面4.5输入查找数据得到显示数据界面4.7 输入无表中数据时的界面4.8 用户按提示信息退出系统界面4.9 结果分析用户手工输入数据并对输入数据建立哈希表，具有提示错误功能；另外就是对已建立的Hash表进行查找，具有多次查找功能，并打印信息，可以按提示信息退出系统。