哈希表算法实现



环境：

主机:WINXP

开发环境:MINGW

说明:

本程序创建的哈希表示意图:

哈希函数为对哈希表长取余

源代码:

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 /*********************************************************************
 *                          哈希表算法实现
 *                       (c)copyright 2013,jdh
 *                         All Right Reserved
 *文件名:main.c
 *程序员:jdh
 **********************************************************************/

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>

 /*********************************************************************
 *                           宏定义
 **********************************************************************/

 /*********************************************************************
 *                           数据类型重定义
 **********************************************************************/

 #define uint8_t unsigned char
 #define uint16_t unsigned short
 #define uint32_t unsigned long

 /*********************************************************************
 *                           哈希表长度
 **********************************************************************/

 #define HASH_TABLE_LEN  100

 /*********************************************************************
 *                           数据结构
 **********************************************************************/
 //链表节点
 typedef struct _Link_Node
 {
     uint16_t id;
     uint16_t data;
     struct _Link_Node *next;
 }Link_Node,*Link_Node_Ptr;

 //哈希表头
 typedef struct _Hash_Header
 {
     struct _Link_Node *next;
 }Hash_Header,*Hash_Header_Ptr;

 /*********************************************************************
 *                           全局变量
 **********************************************************************/

 //哈希表
 Hash_Header_Ptr Hash_Table[HASH_TABLE_LEN];

 /*********************************************************************
 *                           函数
 **********************************************************************/

 /*********************************************************************
 *                           哈希表函数
 *说明:
 *1.用哈希函数生成id对应的哈希表中的位置
 输入:id
 返回:位置
 **********************************************************************/

 uint8_t hash_func(uint16_t id)
 {
     uint8_t pos = 0;

     pos = id % HASH_TABLE_LEN;

     return pos;
 }

 /*********************************************************************
 *                           初始化节点
 *返回:结点指针
 **********************************************************************/

 Link_Node_Ptr init_link_node(void)
 {
     Link_Node_Ptr node;

     //申请节点
     node = (Link_Node_Ptr) malloc(sizeof(Link_Node));
     //初始化长度为0
     node->next = NULL;

     return node;
 }

 /*********************************************************************
 *                           初始化哈希表头结点
 *返回哈希表头结点指针
 **********************************************************************/

 Hash_Header_Ptr init_hash_header_node(void)
 {
     Hash_Header_Ptr node;

     //申请节点
     node = (Hash_Header_Ptr) malloc(sizeof(Hash_Header));
     //初始化长度为0
     node->next = NULL;

     return node;
 }


 /*********************************************************************
 *                           哈希表初始化
 *说明:
 *1.初始化哈希表Hash_Table
 *2.哈希表长度最大不能超过256
 **********************************************************************/

 void init_hash_table(void)
 {
     uint8_t i = 0;

     for (i = 0;i < HASH_TABLE_LEN;i++)
     {
         Hash_Table[i] = init_hash_header_node();
         Hash_Table[i]->next = NULL;
     }
 }

 /*********************************************************************
 *                           在哈希表增长节点
 *说明:
 *1.在哈希表的某个链表末增长数据
 输入:new_node:新节点
 **********************************************************************/

 void append_link_node(Link_Node_Ptr new_node)
 {
     Link_Node_Ptr node;
     uint8_t pos = 0;

     //新节点下一个指向为空
     new_node->next = NULL;

     //用哈希函数得到位置
     pos = hash_func(new_node->id);

     //判断是否为空链表
     if (Hash_Table[pos]->next == NULL)
     {
         //空链表
         Hash_Table[pos]->next = new_node;
     }
     else
     {
         //不是空链表
         //获取根节点
         node = Hash_Table[pos]->next;

         //遍历
         while (node->next != NULL)
         {
             node = node->next;
         }

         //插入
         node->next = new_node;
     }
 }

 /*********************************************************************
 *                           在哈希表查询节点
 *说明:
 *1.知道在哈希表某处的单链表中,并开始遍历.
 *2.返回的是查询节点的前一个节点指针.这么作是为了作删除操做.
 输入:pos:哈希表数组位置,从0开始计数
      id:所须要查询节点的id
      root:若是是根节点,则*root = 1,不然为0
 返回:所需查询的节点的前一个节点指针,若是是根节点则返回根节点,失败返回0
 **********************************************************************/

 Link_Node_Ptr search_link_node(uint16_t id,uint8_t *root)
 {
     Link_Node_Ptr node;
     uint8_t pos = 0;

     //用哈希函数得到位置
     pos = hash_func(id);

     //获取根节点
     node = Hash_Table[pos]->next;

     //判断单链表是否存在
     if (node == NULL)
     {
         return 0;
     }

     //判断是不是根节点
     if (node->id == id)
     {
         //是根节点
         *root = 1;
         return node;
     }
     else
     {
         //不是根节点
         *root = 0;
         //遍历
         while (node->next != NULL)
         {
             if (node->next->id == id)
             {
                 return node;
             }
             else
             {
                 node = node->next;
             }
         }

         return 0;
     }
 }

 /*********************************************************************
 *                           在哈希表删除节点
 *说明:
 *1.删除的不是当前节点,而是当前节点后的一个节点
 输入:node:删除此节点后面的一个节点
      new_node:新节点
 **********************************************************************/

 void delete_link_node(Link_Node_Ptr node)
 {
     Link_Node_Ptr delete_node;

     //重定向须要删除的前一个节点
     delete_node = node->next;
     node->next = delete_node->next;

     //删除节点
     free(delete_node);
     delete_node = NULL;
 }

 /*********************************************************************
 *                           在哈希表删除根节点
 输入:node:根节点
 **********************************************************************/

 void delete_link_root_node(Link_Node_Ptr node)
 {
     uint8_t pos = 0;

     //用哈希函数得到位置
     pos = hash_func(node->id);

     //哈希表头清空
     if (node != NULL)
     {
         Hash_Table[pos]->next = node->next;
         //删除节点
         free(node);
         node = NULL;
     }
 }

 /*********************************************************************
 *                           得到哈希表中全部节点数
 输入:node:根节点
 **********************************************************************/

 uint16_t get_node_num(void)
 {
     Link_Node_Ptr node;
     uint16_t i = 0;
     uint16_t num = 0;

     //遍历
     for (i = 0;i < HASH_TABLE_LEN;i++)
     {
         //获取根节点
         node = Hash_Table[i]->next;
         //遍历
         while (node != NULL)
         {
             num++;
             node = node->next;
         }
     }

     return num;
 }

 /*********************************************************************
 *                           从哈希表中得到对应序号的节点
 *参数:index:序号.从1开始,最大值为节点总数值
 *     root:若是是根节点,则*root = 1,不然为0
 返回:所需查询的节点的前一个节点指针,若是是根节点则返回根节点,失败返回0
 **********************************************************************/

 Link_Node_Ptr get_node_from_index(uint16_t index,uint8_t *root)
 {
     Link_Node_Ptr node;
     uint16_t i = 0;
     uint16_t num = 0;

     //遍历
     for (i = 0;i < HASH_TABLE_LEN;i++)
     {
         //获取根节点
         node = Hash_Table[i]->next;
         //判断单链表是否存在
         if (node == NULL)
         {
             continue;
         }

         //根节点
         num++;
         if (num == index)
         {
             //是根节点
             *root = 1;
             return node;
         }

         //遍历
         while (node->next != NULL)
         {
             num++;
             if (num == index)
             {
                 //不是根节点
                 *root = 0;
                 return node;
             }
             node = node->next;
         }
     }

     return 0;
 }

 /*********************************************************************
 *                           删除hash表中全部节点
 **********************************************************************/

 void drop_hash()
 {
     Link_Node_Ptr node;
     uint16_t i = 0;
     Link_Node_Ptr node_next;

     //遍历
     for (i = 0;i < HASH_TABLE_LEN;i++)
     {
         //获取根节点
         node = Hash_Table[i]->next;

         while (1)
         {
             //判断单链表是否存在
             if (node == NULL)
             {
                 //不存在
                 Hash_Table[i]->next = NULL;
                 break;
             }

             //根节点下一个节点
             node_next = node->next;
             //删除根节点
             free(node);
             //重指定根节点
             node = node_next;
         }
     }
 }

 /*********************************************************************
 *                           输出全部节点
 **********************************************************************/

 void printf_hash()
 {
     Link_Node_Ptr node;
     uint8_t root = 0;
     uint8_t i = 0;
     uint8_t num = 0;

     printf("-------------打印hash表-------------\n");

     num = get_node_num();
     for (i = 1;i <= num;i++)
     {
         node = get_node_from_index(i,&root);
         if (node != 0)
         {
             if (root)
             {
                 printf("根节点:节点号%d,id为%d\n",i,node->id);
             }
             else
             {
                 printf("普通节点:节点号%d,id为%d\n",i,node->next->id);
             }
         }
     }
 }

 /*********************************************************************
 *                           主函数
 *说明:实现对哈希表的新建,创建节点,查询及增长,删除节点的操做
 **********************************************************************/

 int main()
 {
     Link_Node_Ptr node;
     uint8_t temp = 0;
     uint8_t root = 0;
     uint8_t i = 0;

     init_hash_table();

     //插入数据id = 1,data = 2;
     node = init_link_node();
     node->id = 1;
     node->data = 2;
     append_link_node(node);

     //查询节点数
     printf("1节点数为%d\n",get_node_num());

     node = init_link_node();
     node->id = 100;
     node->data = 101;
     append_link_node(node);

     node = init_link_node();
     node->id = 1002;
     node->data = 1001;
     append_link_node(node);

     node = init_link_node();
     node->id = 10000;
     node->data = 10001;
     append_link_node(node);

     node = init_link_node();
     node->id = 1000;
     node->data = 10001;
     append_link_node(node);

     node = init_link_node();
     node->id = 2;
     node->data = 10001;
     append_link_node(node);

     //查询节点数
     printf("2节点数为%d\n",get_node_num());

     //查询id = 1000;
     node = search_link_node(100,&temp);
     if (node != 0)
     {
         if (temp == 0)
         {
             printf("删除普通节点:所需查询id的值为%d,数据为%d\n",node->next->id,node->next->data);

             //删除
             delete_link_node(node);
         }
         else
         {
             //根节点
             printf("删除根节点所需查询id的值为%d,数据为%d\n",node->id,node->data);

             //删除
             delete_link_root_node(node);
         }
     }
     else
     {
         printf("查询失败\n");
     }

     //查询id = 1000;
     node = search_link_node(1001,&temp);
     if (node != 0)
     {
         if (temp == 0)
         {
             printf("所需查询id的值为%d\n",node->next->data);
         }
         else
         {
             //根节点
             printf("所需查询id的值为%d\n",node->data);
         }
     }
     else
     {
         printf("查询失败\n");
     }

     //查询节点数
     printf("节点数为%d\n",get_node_num());

     printf_hash();


     getchar();
     return 0;
 }

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