数据结构与算法哈希值数据结构哈希查找算法

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mob64ca140f9cec 2023-12-19 22:09:14

文章标签 数据结构与算法哈希值数据开放定址法查找算法 文章分类 数据结构与算法人工智能

上一节介绍了有关哈希表及其构造过程的相关知识，本节将介绍如何利用哈希表实现查找操作。

在哈希表中进行查找的操作同哈希表的构建过程类似，其具体实现思路为：对于给定的关键字 K，将其带入哈希函数中，求得与该关键字对应的数据的哈希地址，如果该地址中没有数据，则证明该查找表中没有存储该数据，查找失败：如果哈希地址中有数据，就需要做进一步的证明（排除冲突的影响），找到该数据对应的关键字同 K 进行比对，如果相等，则查找成功；反之，如果不相等，说明在构造哈希表时发生了冲突，需要根据构造表时设定的处理冲突的方法找到下一个地址，同地址中的数据进行比对，直至遇到地址中数据为 NULL（说明查找失败），或者比对成功。

回顾：哈希表在构造过程中，处理冲突的方法有：开放定址法、再哈希法、链地址法、建立公共溢出区法。

假设哈希表在构造过程采用的开放定址法处理的冲突，则哈希表的查找过程用代码实现为：

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

#define HASHSIZE 7 　　// 定义散列表长为数组的长度
#define NULLKEY -1

typedef struct
{
    int *elem;　　　　  // 数据元素存储地址，动态分配数组
    int count; 　　　　 // 当前数据元素个数
}HashTable;
// 对哈希表进行初始化
void Init(HashTable *hashTable)
{
    int i;
    hashTable->elem = (int *)malloc(HASHSIZE*sizeof(int));
    hashTable->count = HASHSIZE;
    for (i=0; i<HASHSIZE; i++)
　　 {
        hashTable->elem[i] = NULLKEY;
    }
}
// 哈希函数(除留余数法)
int Hash(int data)
{
    return data%HASHSIZE;
}
// 哈希表的插入函数，可用于构造哈希表
void Insert(HashTable *hashTable, int data)
{
    int hashAddress = Hash(data); 　　// 求哈希地址
    // 发生冲突
    while(hashTable->elem[hashAddress] != NULLKEY)
　　{
        // 利用开放定址法解决冲突
        hashAddress = (++hashAddress)%HASHSIZE;
    }
    hashTable->elem[hashAddress] = data;
}

//哈希表的查找算法
int Search(HashTable *hashTable, int data)
{
    int hashAddress = Hash(data); 　　// 求哈希地址
    while(hashTable->elem[hashAddress] != data)
　　 {
　　　　 // 发生冲突
        // 利用开放定址法解决冲突
        hashAddress = (++hashAddress)%HASHSIZE;
        // 如果查找到的地址中数据为NULL，或者经过一圈的遍历回到原位置，则查找失败
        if (hashTable->elem[hashAddress] == NULLKEY || hashAddress == Hash(data))
　　　　 {
            return -1;
        }
    }
return hashAddress;
}
int main()
{
    int i, result;
    HashTable hashTable;
    int arr[HASHSIZE] = {13,29,27,28,26,30,38};
    // 初始化哈希表
    Init(&hashTable);
    // 利用插入函数构造哈希表
    for (i=0; i<HASHSIZE; i++)
　　 {
        Insert(&hashTable, arr[i]);
    }
    // 调用查找算法
    result = Search(&hashTable, 29);
    if (result == -1) 
　　　　printf("查找失败");
    else 
　　　　printf("29在哈希表中的位置是:%d", result+1);
    return  0;
}
运行结果为：
29在哈希表中的位置是:2