哈希表实现---C语言版

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参考文献：王道考研系列数据结构、B站up主：C语言技术网
链接: C语言技术网

代码实现

/*
 * 程序名：hash.c，此程序演示哈希表的实现，数据元素单链表带头结点。
 * 作者：jack 日期：20210711
 * 参考作者：C语言技术网(www.freecplus.net), B站UP主：C语言技术网
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 哈希表中数据元素的结构体。
typedef struct Element
{
	int key;	// 关键字。
	int value;	// 数据元素其它数据项，可以是任意数据类型。
	// char value[1001];	// 数据元素其它数据项，可以是任意数据类型。
}Element;

// 数据元素单链表。
typedef struct Node
{
	Element data;
	struct Node *next;
}Node;

// 哈希表
typedef struct HashTable
{
	struct Node *head;	// 数据元素存储基址，动态分配数组。
	int tablesize;		// 哈希表当前大小，即表长。
	int count;			// 哈希表中数据元素的个数。
}HashTable;

// 初始化哈希表，tablesize为哈希表的表长，返回哈希表的地址。
HashTable *InitHashTable(const unsigned int tablesize)
{
	// 分配哈希表。
	HashTable *hh = (HashTable *)malloc(sizeof(HashTable));
	if (hh == NULL)	return NULL;

	hh->tablesize = tablesize;	// 哈希表长。

	// 分配和初始化数据元素单链表的头结点。
	hh->head = (Node *)malloc(sizeof(Node) * (hh->tablesize));
	memset(hh->head, 0, sizeof(Node) * (hh->tablesize));

	hh->count = 0;	// 哈希表中数据元素个数置为0。

	return hh;
}

// 哈希函数。
unsigned int Hash(HashTable *hh, unsigned int key)
{
	return key % hh->tablesize;  // 对表长取余。
}

// 销毁哈希表
void FreeHashTable(HashTable *hh)
{
	if (hh == NULL)	return;

	int ii;
	Node *tmp1, *tmp2;

	// 释放全部的单链表。
	for (ii = 0; ii < hh->tablesize; ++ii)
	{
		tmp1 = hh->head[ii].next;

		while (tmp1)
		{
			tmp2 = tmp1->next;
			free(tmp1);
			tmp1 = tmp2;
		}
	}
	
	// 释放全部单链表的头结点数组。
	free(hh->head);

	free(hh);  // 释放哈希表。
}

// 打印哈希表。
void PrintTable(HashTable *hh)
{
	int ii;

	for (ii = 0; ii < hh->tablesize; ii++)
	{
		Node *pp = hh->head[ii].next;
		while (pp)
		{
			printf("[%d-%d] ", pp->data.key, pp->data.value);
			// printf("[%d-%s] ",pp->data.key,pp->data.value);
			pp = pp->next;
		}

		printf("^\n");
	}

	printf("\n");
}

// 在哈希表中查找关键字，成功返回单链表结点的地址，失败返回空。
Node *LookUp(HashTable *hh, unsigned int key)
{
	int ii;

	ii = Hash(hh, key);  // 获取关键key的哈希地址。

	Node *pp = hh->head[ii].next;

	// 遍历单链表。
	while ((pp != NULL) && (pp->data.key != key))
	{
		pp = pp->next;
	}

	return pp;
}

// 从哈希表中删除关键及其数据，成功返回1，如果关键字不存在返回0。
int Delete(HashTable *hh, unsigned int key)
{
	int ii;

	ii = Hash(hh, key);  // 获取关键key的哈希地址。

	Node *pp = &hh->head[ii];

	// 遍历单链表，pp指针停留在待删除关键key的前一结点。
	while ((pp->next != NULL) && (pp->next->data.key != key))
	{
		pp = pp->next;
	}

	if (pp->next == NULL) return 0;  // 查找失败。

	Node *tmp = pp->next;        // tmp为将要删除的结点。
	pp->next = pp->next->next;   // 写成p->next=tmp->next更简洁。

	free(tmp);     // 释放结点。

	hh->count--;   // 表中元素个数减1。

	return 1;
}

// 向哈希表中插入数据元素，成功返回1，如果数据元素关键字已存在，返回0。
int Insert(HashTable *hh, Element *ee)
{
	// 查找关键字是否已存在，如果存在，插入失败。
	Node *pp = LookUp(hh, ee->key);

	if (pp != NULL) { printf("关键字%d已存在。\n", ee->key); return 0; }

	Node *qq = (Node *)malloc(sizeof(Node));

	memcpy(&qq->data, ee, sizeof(qq->data));

	// 用头插法插入新数据元素。
	int ii = Hash(hh, ee->key);
	qq->next = hh->head[ii].next;
	hh->head[ii].next = qq;

	hh->count++;   // 表中元素个数加1。

	return 1;
}


int main()
{
	// 初始化哈希表。
	HashTable *hh = InitHashTable(10);


	Element ee;

	// 插入数据元素，关键字从10到20。
	ee.key = 10; ee.value = 110; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 11; ee.value = 111; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 12; ee.value = 112; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 13; ee.value = 113; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 14; ee.value = 114; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 15; ee.value = 115; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 16; ee.value = 116; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 17; ee.value = 117; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 18; ee.value = 118; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 19; ee.value = 119; Insert(hh, &ee);

	// 插入数据元素，关键字从20到30。
	ee.key = 20; ee.value = 120; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 21; ee.value = 121; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 22; ee.value = 122; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 23; ee.value = 123; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 24; ee.value = 124; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 25; ee.value = 125; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 26; ee.value = 126; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 27; ee.value = 127; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 28; ee.value = 128; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 29; ee.value = 129; Insert(hh, &ee);

	// 插入数据元素，关键字从30到32。
	ee.key = 30; ee.value = 130; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 31; ee.value = 131; Insert(hh, &ee);
	ee.key = 32; ee.value = 132; Insert(hh, &ee);

	printf("count=%d\n", hh->count);
	PrintTable(hh);    // 打印哈希表 

	Delete(hh, 12);     // 删除哈希表中关键字为12的数据元素。

	printf("count=%d\n", hh->count);
	PrintTable(hh);    // 打印哈希表 

	// 在哈希表中查找关键字18。
	Node *pp = LookUp(hh, 18);
	if (pp == 0) printf("LookUp(18) failed.\n");
	else printf("key=18,value=%d.\n", pp->data.value);

	// ee.key=10; strcpy(ee.value,"00010西施绝世美人"); Insert(hh,&ee);
	// PrintTable(hh);    // 打印哈希表 

	FreeHashTable(hh);  // 销毁哈希表 

	return 0;
}

运行结果