(7)哈希表的链地址法实现

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。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，丰衣足食了。

哈希表实现中需要注意的问题。

1. 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：

对输入值运算，得到一个固定长度的摘要(Hash value)；
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;
f(x) = (x2 + 10) * x;
f(x) = (x | 0×0000FFFF) XOR (x >> 16);

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：

散列函数的输出值尽量接近均匀分布；
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：

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]
|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：

链地址法。即对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。具体可以参照散列冲突处理：链地址法。
开放地址法。具体可以参照散列冲突处理：开放定址法。

//#include "stdafx.h"
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"typedef struct _node
{char *name;char *desc;struct _node *next;
} node;#define HASHSIZE 101
static node* hashtab[HASHSIZE];void inithashtab()
{int i;for(i=0; i < HASHSIZE; i++)hashtab[i]=NULL;
}unsigned int hash(char *s)
{unsigned int h=0;for(; *s; s++)h=*s+h*31;return h%HASHSIZE;
}node* lookup(char *n)
{unsigned int hi=hash(n);node* np=hashtab[hi];for(; np!=NULL; np=np->next){if(!strcmp(np->name,n))return np;}return NULL;
}char* m_strdup(char *o)
{int l=strlen(o)+1;char *ns=(char*)malloc(l*sizeof(char));strcpy(ns,o);if(ns==NULL)return NULL;elsereturn ns;
}char* get(char* name)
{node* n=lookup(name);if(n==NULL)return NULL;elsereturn n->desc;
}int install(char* name,char* desc)
{unsigned int hi;node* np;if((np=lookup(name))==NULL){hi=hash(name);np=(node*)malloc(sizeof(node));if(np==NULL)return 0;np->name=m_strdup(name);if(np->name==NULL) return 0;np->next=hashtab[hi];hashtab[hi]=np;}elsefree(np->desc);np->desc=m_strdup(desc);if(np->desc==NULL) return 0;return 1;
}/* A pretty useless but good debugging function,
which simply displays the hashtable in (key.value) pairs
*/
void displaytable()
{int i;node *t;for(i=0; i < HASHSIZE; i++){if(hashtab[i]==NULL)printf("()");else{t=hashtab[i];printf("(");for(; t!=NULL; t=t->next)printf("(%s.%s) ",t->name,t->desc);printf(".)");}}
}void cleanup()
{int i;node *np,*t;for(i=0; i < HASHSIZE; i++){if(hashtab[i]!=NULL){np=hashtab[i];while(np!=NULL){t=np->next;free(np->name);free(np->desc);free(np);np=t;}}}
}main()
{int i;char* names[]= {"name","address","phone","k101","k110"};char* descs[]= {"Sourav","Sinagor","26300788","Value1","Value2"};inithashtab();for(i=0; i < 5; i++)install(names[i],descs[i]);printf("Done");printf("If we didnt do anything wrong..""we should see %s\n",get("k110"));install("phone","9433120451");printf("Again if we go right, we have %s and %s",get("k101"),get("phone"));/*displaytable();*/cleanup();return 0;
}

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