哈希表--数据结构

此前学习了链表与数组两种存储数据的结构，但是二者都有其缺点，数组因为其存储空间连续的特性可以直接访问到其中任意元素，但是此特性也导致其存储空间不能随意的增加或减少（连续空间有可能被其他程序调用）。而链表因其不依赖连续空间的关系可以随意增删，但是想要直接访问其中的元素并不容易，需要借助头节点依次访问。

于是这里将两种数据结构组合，用来制作哈希表（链地址法）

哈希表的基础思想在于存储位置与其实际值的关系，一般是通过一个函数（hash函数）得到其存储位置（数组下标）

比较常用的是除留余数法，这里以此为例写代码

由于不同值经过hash函数后可能得到相同的结果，对此问题，有两种解决方法

链地址法：哈希表的每个数组元素不再只存一个数据，而是一个链表（链）的头指针（也可以是一个节点）。当不同的 key 计算出相同的哈希地址（冲突）时，它们被"串"在同一个链表的节点中。

开放地址法：在开放地址法中，哈希表数组的大小（m）必须大于元素个数（n），当插入时发现下标 H(key) 已被占用，就按照某种规则去探测下一个空闲位置，直到找到空位为止。

哈希表创建函数

这里直接用指针作为数组元素，宏定义数组大小

复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 10
typedef int data_t;
typedef struct node
{
	data_t data;
	struct node *next;  
}node_t;

node_t *hash_table[SIZE]; //NULL
int hash_create(data_t *a,int len)
{

	int i = 0;
	for (i = 0; i <len; ++i)
	{
		int addr = a[i] % SIZE;
		node_t *p_new = malloc(sizeof(node_t));
		if (p_new == NULL)
		{
			return -1;
		}
		p_new->data = a[i];
		p_new->next = NULL;
		if (hash_table[addr] == NULL)
		{
			hash_table[addr] = p_new;
		}else 
		{
			p_new->next = hash_table[addr];
			hash_table[addr] = p_new;
		}
	}

	return 0;
}

tips：取余时并不局限在10（结果在0~9），可以用更大或更小的数，关键在于让其分散存储，要避免数据聚集，数据聚集会导致查找效率下降（链表需要遍历）。

哈希表遍历函数

复制代码

void hash_show()
{
 // 拿出hash_table中的元素
 // 看是否为NULL
 // 不为NULL
 // 则遍历链表
	int i = 0;
	for (i = 0; i < SIZE; ++i)
	{
		printf("%d[%p]->",i,hash_table[i]);
		if (hash_table[i] != NULL)
		{
			node_t *p = hash_table[i];
			while (p)
			{
				if (p->next!=NULL)
					printf("%d->",p->data);
				else 
					printf("%d|NULL",p->data);
				p = p->next;
			}
		} 
		putchar('\n');
	}
}

哈希表查找函数

复制代码

node_t *hash_find(data_t data)
{
	int addr = data%SIZE;

	if (hash_table[addr] == NULL)
	{
		return NULL;
	}else 
	{
		node_t *p = hash_table[addr];

		while (p)
		{
			if (p->data == data)
			{
				return p;
			}
			p = p->next;
		}
	}

	return NULL;

}

哈希表修改函数

复制代码

node_t *hash_update(data_t old,data_t new)
{
	//   1.先求出addr
	//   data % SIZE
	//   2.找到位置
	//     遍历链表 找到对应的值
	//   3.找到了返回 对应节点的地址
	//     找不到则 返回NULL
   
	int addr = old%SIZE;

	if (hash_table[addr] == NULL)
	{
		return NULL;
	}else 
	{
		node_t *p = hash_table[addr];

		while (p)
		{
			if (p->data == old)
			{
				p->data = new; //修改 
				return p;
			}
			p = p->next;
		}
	}

	return NULL;
}

哈希表删除函数

复制代码

int hash_delete_key(data_t data)
{
    //思路:
    //1.表中如果没有这个值
    // 没法删
    //2.有该数据
    //
    // 链表可能就只有一个节点
    // 不止一个节点
    // 找到该节点的前一个节点 删除

	int addr = data%SIZE;
	if (hash_table[addr] == NULL)
	{
		return -1;
	}else 
	{
		node_t *p = hash_table[addr];
		
		if(p->next == NULL)
		{
			if (p->data == data)
			{
				free(p);
				hash_table[addr] = NULL;
			}
		}else 
		{
			if (p->data == data)
			{
				hash_table[addr] = p->next;
				free(p);
			}else 
			{
				while (p->next && p->next->data != data)  //当p的下一节点为空，或者下一节点
				{                                         //查找的节点时停下
					p=p->next;
				}
				if (p->next == NULL)
				{
					return -1;
				}
				node_t *p_temp = p->next;        //删除目标节点
				p->next = p_temp->next;
				free(p_temp);
			}
		}
	}

	return 0;
}

哈希表销毁函数

复制代码

void hash_destroy(void)
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < SIZE; ++i)
	{
		if (hash_table[i] !=NULL)
		{
			node_t *p = hash_table[i];
			hash_table[i] = NULL;
			
			while (p)
			{
				node_t *p_temp = p;
				p = p->next;
				free(p_temp);
			}
		}
	}
}