C语言-哈希查找(HASH)-详解（完整代码）

原理：

实例解释

存储逻辑图

需要的知识：

附加

完整代码

代码详解

执行结果

1.查找个不存在的

2.查找个存在的

原理：

用一个指针数组，来存储 每个链表的头节点 的首地址

如果要从 'NUM' 个数中查找数据
先对'NUM'/0.75,求得最大质数'N' //(质数：只能被1和本身整除的数)
然后创建一个有'N'个元素的'指针数组'
然后将'NUM'个数分别对'N'取余
将每一个数保存在'余数'等于数组元素下标的链表中
然后进行查找是直接找对应的数组下标即可

实例解释

如果要从11个数中查找数据
然后11/0.75=14,求得最大质数13
然后创建一个有13个元素的'指针数组'
然后将'11个数'分别对'13取余'
将每一个数保存在'余数'等于'数组元素下标'的链表中 //---需要链表
然后进行查找是直接找对应的数组下标即可

存储逻辑图

需要的知识：

质数：只能被1和本身整除的数
指针数组：本质是个数组，数组里存的是指针
链表的操作：
   创建：
   遍历：
   增删改查：
   释放：free
malloc：主动申请堆区空间        //(返回值类型)malloc(申请的空间的大小)
int类型：4个字节
指针类型：4个字节(32位系统)，8个字节(64位系统)

附加

哈希表查找算法的时间复杂度为O(n^1)

HASH查找效率高的原因：

查找某一个数，先求出这个数的余数，然后根据余数直接定位到对应的链表地址，然后在该链表里查找（链表里只有几个数据）--所以快！！

完整代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define N 13
#define ADDR_SIZE 8 //hash表的链表的节点
typedef struct node {int data;//存数据struct node *next;//存指针
}HASH;//创建hash表
HASH **create_hash()
{HASH **h = (HASH **)malloc(N * ADDR_SIZE);int i = 0;for (i = 0; i < N; i++){h[i] = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));h[i]->next = NULL;}return h;
}//插入数据
int insert_hash_table(HASH **h, int data)
{int key = data % N; struct node * p = h[key];//头插法插入数据struct node * temp;temp = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));temp->data = data;temp->next = p->next;p->next = temp;return 0;
}//遍历
int show_hash_table(struct node *head)
{//如果链表后面没有数据，则用---0---表示链表存在但是没有数据if (head->next == NULL){puts("---0---");return -1;}//遍历链表，打印数据while(head->next != NULL){head = head->next;printf("%d ", head->data);}putchar(10);return 0;
}//释放链表节点
int free_hash_table(struct node *head)
{//如果链表后面没有数据，则无需释放if (head->next == NULL){return 0;}   //遍历这个链表-头删法释放while(head->next != NULL){//定义一个结构体指针变量 来指向这个即将被删除的结构体 以便释放        struct node *temp = head->next;head->next = head->next->next;printf("--%d--将被释放\n",temp->data);free(temp);temp = NULL;}return 0;
}//查找数据
int search_hash_table(HASH **h, int data)
{int key = data % N; //数据对质数取余，得到键值struct node *p = h[key]; //找到对应链表//对比要查找的数据while (p->next != NULL ){if (p->next->data == data){ return 1;//找到返回1}p = p->next;}//没有找到返回0return 0;
}//11个数据，那么m : n/0.75 = 14， 最大质数为13
int main(int argc, const char *argv[])
{int a[11] = {100, 34, 14, 45, 46, 98, 68, 69, 7, 31, 26};//创建hash表HASH **h = create_hash();int i = 0;int num = 0;for (i = 0; i < 11; i++){insert_hash_table(h, a[i]);//链表的插入}//打印hash表--无实际意义printf("-------这是hash表--------------------\n");for (i = 0; i < N; i++){show_hash_table(h[i]);//链表的遍历}printf("--------hash表结束--------------------\n");printf("数组数据如下-->用于测试，无实质意义,遍历HASH表也是<---\n");for(i = 0;i < 11;i ++){printf("%d  ",a[i]); }putchar(10);printf("please input need 查找 de number >>");scanf("%d",&num);//--查找--if(search_hash_table(h, num) == 1){printf("---data %d is exists---\n", num); }else{printf("---data %d is not exists---\n", num);}//链表的释放for(i = 0;i < 11;i ++){free_hash_table(h[i]);}printf("---链表释放完成---\n");free(h);printf("---指针数组释放---\n");return 0;
}

代码详解

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define N 13       //余数：也是指针数组的元素个数：也是链表的个数
#define ADDR_SIZE 8 //这个定义的是 指针数组的 每个指针的大小，(64位系统)8个字节//hash表 链表的节点
typedef struct node {int data;//存数据struct node *next;//存指针
}HASH;//类型重命名-->HASH//创建hash表(创建了十三个链表头节点)
HASH **create_hash()
{//申请创建一个指针数组，存13个头节点//先创建一个指针数组，指针数组可以在栈区申请（int *h[]），但是当前函数结束会被释放 //所以在堆区申请空间，指针数组的返回值 是二级指针 所以用HASH **h来接收//这块申请了一个 有13个位置的指针数组HASH **h = (HASH **)malloc(N * ADDR_SIZE);//(返回值类型)malloc(申请的空间的大小)int i = 0;//这块要填充这个指针数组//创建链表的头结点--先malloc申请出来一个头节点，分别把他们放到指针数组h[0]--h[12] 里for (i = 0; i < N; i++){h[i] = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));//创建头节点h[i]->next = NULL;//初始化头节点 指针域} //注意：再此申请的节点 都被保存到 （指针数组）h 里了return h;
}//插入数据
int insert_hash_table(HASH **h, int data)//参数：指针数组，需要插入的数据
{//然后将'需要插入的数据'对'质数13取余'--确定好数据对应的 指针数组下标//找到指定的链表int key = data % N; //根据指针数组的下标，确定对应的链表的头节点，//定义了一个结构体指针变量p 指向 指针数组的第[key]位对应的 链表struct node *p = h[key];//也可以直接操作h[key],定义一个指针好理解点//--头插法--插入数据struct node *temp;//定义了一个 结构体指针变量temp = (struct node *)malloc(sizeof(struct node));//malloc申请空间temp->data = data;//初始化一下//头插法 插入temp->next = p->next;//新定义节点的指针域 指向 头节点的下一个节点p->next = temp;//头节点的指针域，指向新定义的节点return 0;
}//打印排好的hash表--遍历
int show_hash_table(struct node *head)//参数：对应链表的头节点--main函数多次调用
{//如果链表后面没有数据，则用---0---表示链表存在但是没有数据if (head->next == NULL){puts("---0---");return -1;}//如果链表后面有数据，遍历链表，打印数据while(head->next != NULL){   //由于头节点没有数据，所以，先移动指针，然后输出数据head = head->next;printf("%d  ", head->data);}putchar(10);//输出个换行符return 0;
}
//释放链表节点
int free_hash_table(struct node *head)
{//如果链表后面没有数据，则无需释放if (head->next == NULL){return 0;}   //遍历这个链表-头删法释放while(head->next != NULL){//定义一个结构体指针变量 来指向这个即将被删除的结构体 以便释放struct node *temp = head->next;head->next = head->next->next;//改变头结点指针域指向，删除节点printf("--%d--将被释放\n",temp->data);free(temp);//释放temp = NULL;//置空（防止被别的函数修改）}return 0;
}
//查找数据
int search_hash_table(HASH **h, int data)//参数：指针数组，需要查找的数据
{int key = data % N; //先把要查找的数据对 质数 取余，得到对应的下标struct node *p = h[key]; //根据下标找到对应链表，定义了一个结构体指针变量p，指向该链表//--循环遍历--对比--//循环遍历的结束条件是，p->next 域 为空(NULL)while (p->next != NULL){if (p->next->data == data){    return 1;//找到返回1}p = p->next;//移动指针}//没有找到返回0return 0;
}//程序的入口：
//假定数组有11个元素--> 11/0.75 ==> 14.67 ==> 最大质数 为 13
int main(int argc, const char *argv[])
{int a[11] = {100, 34, 14, 45, 46, 98, 68, 69, 7, 31, 26};//直接初始化了11个数值的数组//创建hash表HASH **h = create_hash();//为啥用二级指针：指针数组的返回值是二级指针//将数据按照格式插入到链表中int i = 0;int num = 0;//链表增加--多次调用-插入数组a的每个元素for (i = 0; i < 11; i++)//给 a[i] 使的{insert_hash_table(h, a[i]); //链表的插入}printf("-------这是hash--------------------\n");    //打印hash表--打印每个指针数组元素所存储的链表for (i = 0; i < N; i++){show_hash_table(h[i]);//链表的遍历}printf("--------hash表结束--------------------\n");printf("数组数据如下-->用于测试，无实质意义,遍历HASH表也是<---\n");for(i = 0;i < 11;i ++){printf("%d  ",a[i]);   }putchar(10);//  while(1)
//  {//查找printf("please input need 查找 de number >>");scanf("%d",&num);//由于输入字母，会造成死循环，所以也可以用char类型定义，或者加个判断（ASCII码）//指定数据判断是否存在-----查找if(search_hash_table(h, num) == 1){printf("---data %d is exists---\n", num); }else{printf("---data %d is not exists---\n", num);}
//  }//链表的释放for(i = 0;i < 11;i ++){free_hash_table(h[i]);}printf("---链表释放完成---\n");free(h);printf("---指针数组释放---\n");return 0;
}

执行结果

1.查找个不存在的

2.查找个存在的

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1.查找个不存在的

2.查找个存在的

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