15周-項目2-用哈希法組織關鍵字

問題及代碼：

已知一個關鍵字序列爲if、while、for、case、do、break、else、struct、union、int、double、float、char、long、bool，共15個字符串，哈希函數H(key)爲關鍵字的第一個字母在字母表中的序號，哈希表的表長爲26。 
　　（1）若處理衝突的方法採用線性探測法，請設計算法，輸出每個關鍵字對應的H(key)，輸出哈希表，並求成功情況下的平均查找長度。 
　　（2）若處理衝突的方法採用鏈地址法，請設計算法，輸出哈希表，並計算成功情況和不成功情況下的平均查找長度。 

1.處理衝突的方法採用線性探測法，請設計算法，輸出每個關鍵字對應的H(key)，輸出哈希表，並求成功情況下的平均查找長度。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 15
#define M 26
int H(char *s)
{
    return ((*s-'a'+1)%M);
}

int main()
{
    char *s[N]= {"if", "while", "for", "case", "do", "break", "else", "struct", "union", "int", "double", "float", "char", "long", "bool"};
    int i, j, k;
    char HT[M][10];
    int Det[M];   //存放探測次數
    for(i=0; i<M; i++)
    {
        HT[i][0]='\0';
        Det[i]=0;
    }
    printf("字符串 key\tH(key)\n");
    printf("------------------------\n");
    for(i=0; i<N; i++)
    {
        j=H(s[i]);  //求哈希值
        printf("%s\t\t%d\n", s[i],j);
        k=0;   //探測次數初值
        while(1)
        {
            k++;    //累加探測次數
            if(HT[j][0]=='\0')   //當不衝突時，直接放到該處
            {
                strcpy(HT[j], s[i]);
                break;
            }
            else    //衝突時，採用線性探查法求下一個地址
            {
                j=(j+1)%M;
            }
        }
        Det[j]=k;
    }
    printf("---------------------\n");
    printf("哈希表\n");
    printf("位置\t字符串\t探查次數\n");
    printf("---------------------\n");
    for(i=0; i<M; i++)
        printf("%d\t%s\t%d\n", i, HT[i], Det[i]);
    printf("---------------------\n");
    k=0;
    for(i=0; i<M; i++)
        k+=Det[i];
    printf("查找成功情況下的平均查找長度 %f\n", 1.0*k/N);
    return 0;
}

2.若處理衝突的方法採用鏈地址法，請設計算法，輸出哈希表，並計算成功情況和不成功情況下的平均查找長度。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>
#define N 15
#define M 26
typedef struct node   //定義哈希鏈表的節點類型
{
    char *key;
    struct node *next;
} LNode;

typedef struct
{
    LNode *link;
} HTType;

int H(char *s)   //實現哈希函數
{
    return ((*s-'a'+1)%M);
}

//構造哈希表
void Hash(char *s[], HTType HT[])
{
    int i, j;
    LNode *q;
    for(i=0; i<M; i++)   //哈希表置初值
        HT[i].link=NULL;
    for(i=0; i<N; i++)   //存儲每一個關鍵字
    {
        q=(LNode*)malloc(sizeof(LNode));   //創建新節點
        q->key = (char*)malloc(sizeof(strlen(s[i])+1));
        strcpy(q->key, s[i]);
        q->next=NULL;
        j=H(s[i]);    //求哈希值
        if(HT[j].link==NULL)   //不衝突，直接加入
            HT[j].link=q;
        else        //衝突時，採用前插法插入
        {
            q->next = HT[j].link;
            HT[j].link=q;
        }
    }
}

//輸出哈希表
void DispHT(HTType HT[])
{
    int i;
    LNode *p;
    printf("哈希表\n");
    printf("位置\t關鍵字序列\n");
    printf("---------------------\n");
    for(i=0; i<M; i++)
    {
        printf(" %d\t", i);
        p=HT[i].link;
        while(p!=NULL)
        {
            printf("%s ", p->key);
            p=p->next;
        }
        printf("\n");
    }
    printf("---------------------\n");
}

//求查找成功情況下的平均查找長度
double SearchLength1(char *s[], HTType HT[])
{
    int i, k, count = 0;
    LNode *p;
    for(i=0; i<N; i++)
    {
        k=0;
        p=HT[H(s[i])].link;
        while(p!=NULL)
        {
            k++;   //p!=NULL，進入循環就要做一次查找
            if(strcmp(p->key, s[i])==0)   //若找到，則退出
                break;
            p=p->next;
        }
        count+=k;
    }
    return 1.0*count/N;   //成功情況僅有N種
}

//求查找不成功情況下的平均查找長度
double SearchLength2(HTType HT[])
{
    int i, k, count = 0;  //count爲各種情況下不成功的總次數
    LNode *p;
    for(i=0; i<M; i++)
    {
        k=0;
        p=HT[i].link;
        while(p!=NULL)
        {
            k++;
            p=p->next;
        }
        count+=k;
    }
    return 1.0*count/M;   //不成功時，在表長爲M的每個位置上均可能發生
}
int main()
{
    HTType HT[M];
    char *s[N]= {"if", "while", "for", "case", "do", "break", "else", "struct", "union", "int", "double", "float", "char", "long", "bool"};
    Hash(s, HT);
    DispHT(HT);
    printf("查找成功情況下的平均查找長度 %f\n", SearchLength1(s, HT));
    printf("查找不成功情況下的平均查找長度 %f\n", SearchLength2(HT));
    return 0;
}

輸出及結果：

分析：

很明顯採用鏈地址法其ASL更小，採用靈活的方式來利用哈希表