哈希表(Hash table,也叫散列表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。具体的介绍网上有很详细的描述,如闲聊哈希表 ,这里就不再累述了;
哈希表在像Java、C#等语言中是与生俱来的。可是在C的世界中,似乎只有自己动手,丰衣足食;在网上google了一把,大致有几个版本,我会一一来分析对比;
首先先来交代一下哈希表实现中需要注意的一些概念:
(主要参考:这里)
- 哈希函数
也叫散列函数,即:根据key,计算出key对应记录的储存位置 position = f(key)
散列函数满足以下的条件:
1、对输入值运算,得到一个固定长度的摘要(Hash value);
2、不同的输入值可能对应同样的输出值;
以下的函数都可以认为是一个散列函数:
f(x) = x mod 16; (1)
f(x) = (x2 + 10) * x; (2)
f(x) = (x | 0×0000FFFF) XOR (x >> 16); (3)
不过,仅仅满足上面这两条的函数,作为散列函数,还有不足的地方。我们还希望散列函数满足下面几点:
1、散列函数的输出值尽量接近均匀分布;
2、x的微小变化可以使f(x)发生非常大的变化,即所谓“雪崩效应”(Avalanche effect);
上面两点用数学语言表示,就是:
1, 输出值y的分布函数F(y)=y/m, m为散列函数的最大值。或记为y~U[0, m]
2,|df(x)/dx| >> 1;
从上面两点,大家看看,前面举例的三个散列函数,哪个更好呢?对了,是第三个:
f(x) = (x | 0×0000FFFF) XOR (x >> 16);
它很完美地满足“好的散列函数”的两个附加条件。
2、哈希冲突(Hash collision)
也就是两个不同输入产生了相同输出值的情况。首先,哈希冲突是无法避免的,因此,哈希算法的选择直接决定了哈希冲突发送的概率;同时必须要对哈希冲突进行处理,方法主要有以下几种:
1, 链地址法
链地址法:对Hash表中每个Hash值建立一个冲突表,即将冲突的几个记录以表的形式存储在其中
2, 开放地址法
下面就来看看每种方法的具体实现吧:
链地址法:
举例说明: 设有 8 个元素 { a,b,c,d,e,f,g,h } ,采用某种哈希函数得到的地址分别为: {0 , 2 , 4 , 1 , 0 , 8 , 7 , 2} ,当哈希表长度为 10 时,采用链地址法解决冲突的哈希表如下图所示。
图片及举例引自:这里

1 #include "stdafx.h" 2 #include <string.h> 3 #include <stdio.h> 4 #include <stdlib.h> 5 6 typedef struct _node{ 7 char *name; 8 char *desc; 9 struct _node *next; 10 }node; 11 12 #define HASHSIZE 101 13 static node* hashtab[HASHSIZE]; 14 15 void inithashtab(){ 16 int i; 17 for(i=0;i<HASHSIZE;i++) 18 hashtab[i]=NULL; 19 } 20 21 unsigned int hash(char *s){ 22 unsigned int h=0; 23 for(;*s;s++) 24 h=*s+h*31; 25 return h%HASHSIZE; 26 } 27 28 node* lookup(char *n){ 29 unsigned int hi=hash(n); 30 node* np=hashtab[hi]; 31 for(;np!=NULL;np=np->next){ 32 if(!strcmp(np->name,n)) 33 return np; 34 } 35 36 return NULL; 37 } 38 39 char* m_strdup(char *o){ 40 int l=strlen(o)+1; 41 char *ns=(char*)malloc(l*sizeof(char)); 42 strcpy(ns,o); 43 if(ns==NULL) 44 return NULL; 45 else 46 return ns; 47 } 48 49 char* get(char* name){ 50 node* n=lookup(name); 51 if(n==NULL) 52 return NULL; 53 else 54 return n->desc; 55 } 56 57 int install(char* name,char* desc){ 58 unsigned int hi; 59 node* np; 60 if((np=lookup(name))==NULL){ 61 hi=hash(name); 62 np=(node*)malloc(sizeof(node)); 63 if(np==NULL) 64 return 0; 65 np->name=m_strdup(name); 66 if(np->name==NULL) return 0; 67 np->next=hashtab[hi]; 68 hashtab[hi]=np; 69 } 70 else 71 free(np->desc); 72 np->desc=m_strdup(desc); 73 if(np->desc==NULL) return 0; 74 75 return 1; 76 } 77 78 /* A pretty useless but good debugging function, 79 which simply displays the hashtable in (key.value) pairs 80 */ 81 void displaytable(){ 82 int i; 83 node *t; 84 for(i=0;i<HASHSIZE;i++){ 85 if(hashtab[i]==NULL) 86 printf("()"); 87 else{ 88 t=hashtab[i]; 89 printf("("); 90 for(;t!=NULL;t=t->next) 91 printf("(%s.%s) ",t->name,t->desc); 92 printf(".)"); 93 } 94 } 95 } 96 97 void cleanup(){ 98 int i; 99 node *np,*t; 100 for(i=0;i<HASHSIZE;i++){ 101 if(hashtab[i]!=NULL){ 102 np=hashtab[i]; 103 while(np!=NULL){ 104 t=np->next; 105 free(np->name); 106 free(np->desc); 107 free(np); 108 np=t; 109 } 110 } 111 } 112 } 113 114 main(){ 115 int i; 116 char* names[]={"name","address","phone","k101","k110"}; 117 char* descs[]={"Sourav","Sinagor","26300788","Value1","Value2"}; 118 119 inithashtab(); 120 for(i=0;i<5;i++) 121 install(names[i],descs[i]); 122 123 printf("Done"); 124 printf("If we didnt do anything wrong..""we should see %s",get("k110")); 125 126 install("phone","9433120451"); 127 128 printf("Again if we go right, we have %s and %s",get("k101"),get("phone")); 129 130 /*displaytable();*/ 131 cleanup(); 132 return 0; 133 }

(未完待续)
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