数据结构:5.哈希表

哈希:算法思想，将数据根据哈希算法映射成键值，根据键值来写入伙查找数据，以实现查找数据O(1)时间复杂度
哈希表，又称散列表，是一种基于键值存储的数据结构。其核心思想是通过哈希函数将任意长度的键映射为固定长度的索引，从而直接定位到存储位置，实现近乎O(1)时间复杂度的查找、插入和删除操作。
哈希碰撞(哈希冲突):多个数据通过哈希算法映射成同样的键值，说明产生哈希冲突
链地址法:数据产生哈希冲突通过在同一键值位置用链表实现多个数据的存储
哈希函数是需满足以下要求：
- 确定性：同一键总是产生相同哈希值
- 高效性：计算速度快
- 均匀性：键的哈希值应均匀分布，减少冲突
时间复杂度：
- 理想情况（无冲突）：O(1)
- 最坏情况（全冲突）：O(n)
- 平均情况：取决于负载因子和冲突解决策略
空间复杂度：
- - O(n)，但存在空槽浪费

下为哈希表的创建、打印、销毁及查找值，haxitable.h

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#ifndef __HASHTABLE_H__
#define __HASHTABLE_H__

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

typedef struct node
{
	int Data;
	struct node *pnext;
}Node_t;
//创建哈希表：
extern int InsertHashTable(int TmpData);
//打印哈希表
extern void ShowHashTable(void);
//查找值
extern int FindHaShTable(int TmpData);
//销毁哈希表
extern int DestroyHashTable(void);
#endif

hashtable.c

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#include"hashtable.h"

static Node_t *pHashTable[10];

int InsertHashTable(int TmpData)
{
	int Index = 0;
	Node_t *pNewNode = NULL;
	Node_t **ppTmpNode = NULL;

	Index = TmpData % 10;
	for(ppTmpNode = &pHashTable[Index];*ppTmpNode!=NULL && TmpData>(*ppTmpNode)->Data;ppTmpNode = &(*ppTmpNode)->pnext);
	pNewNode = malloc(sizeof(Node_t));
	if(pNewNode == NULL)
	{
		perror("fail to malloc");
		return -1;
	}
	pNewNode->Data = TmpData;
	pNewNode->pnext = *ppTmpNode;
	*ppTmpNode = pNewNode;
	return 0;
}
void ShowHashTable(void)
{
	int i = 0;
	Node_t *pTmpNode = NULL;
	for(i = 0;i < 10;i++)
	{
		printf("%d:",i);
		pTmpNode = pHashTable[i];
		while(pTmpNode != NULL)
		{
			printf("%d ",pTmpNode->Data);
			pTmpNode = pTmpNode->pnext;
		}
		putchar('\n');
	}
	return;
}
int FindHaShTable(int TmpData)
{
	int Index = 0;
	Node_t *pTmpNode = NULL;
	
	Index = TmpData%10;
	pTmpNode = pHashTable[Index];
	while(pTmpNode != NULL)
	{
		if(pTmpNode->Data == TmpData)
			return 1;
		else if(pTmpNode->Data > TmpData)
			return 0;
		pTmpNode = pTmpNode->pnext;
	}
	return 0;
}
int DestroyHashTable(void)
{
	int x = 0;
	Node_t *pTmpNode = NULL;
	Node_t *pFreeNode = NULL;

	for(x = 0;x < 10; x++)
	{
		pTmpNode = pFreeNode = pHashTable[x];
		while(pTmpNode != NULL)
		{
			pTmpNode = pTmpNode->pnext;
			free(pFreeNode);
			pFreeNode = pTmpNode;
		}
		pHashTable[x] = NULL;
	}
	return 0;
}

main.c

cs 复制代码

#include"hashtable.h"

int main()
{
	int a = 0;
	srand(time(NULL));
	for(a = 0;a<50;a++)
	{
		InsertHashTable(rand()%100);
	}
	ShowHashTable();
	printf("要找哪个：");
	scanf("%d",&a);
	if(FindHaShTable(a))
		printf("%d存在\n",a);
	else
		printf("%d不存在\n",a);
	DestroyHashTable();
	return 0;
}