1. 引言
本实验将通过C语言实现基于散列表的查找算法
2. 实验原理
2.1 散列表
散列表（Hash Table）是一种常见的数据结构，通过使用哈希函数将关键字映射到一个固定大小的数组中。这样可以通过计算关键字的哈希值，将其直接映射到数组的索引，实现快速的数据查找。
2.2 线性探测法
哈希函数是散列表中的关键组成部分，它接受一个关键字并返回其在数组中的索引。一个好的哈希函数应该具有以下特性：
- 一致性：对于相同的输入，始终返回相同的输出。
- 均匀性：哈希值在数组范围内均匀分布，避免冲突。
2.3 冲突解决
由于哈希函数的输出范围有限，不同的关键字可能映射到相同的索引位置，造成冲突。冲突解决的方法有很多，包括链地址法、开放地址法等。
3. 实验内容
3.1 实验题目
编写算法构造教材图 8.47 的拉链表，输出散列表每个槽对应的单链表，并编程计算查找成功时的平均查找长度。
（一）输入要求
代码语言：javascript复制 char *A[30]={
"THE","OF","AND","TO","A",
"IN","THAT","IS","WAS","HE",
"FOR","IT","WITH","AS","HIS",
"ON","BE","AT","BY","I",
"THIS","HAD","NOT","ARE","BUT",
"FROM","OR","HAVE","AN","THEY",
};
int B[30]={
25,9,11,27,1,7,9,26,5,13,
27,29,2,18,18,1,7,21,27,9,
6,13,21,22,3,22,29,26,15,0
};（二）输出要求
- 输出散列表每个槽 HEADi对应的单链表；
- 编程计算并输出查找成功时的平均查找长度。
3.2 算法实现
数据结构定义：
代码语言：javascript复制typedef struct P{
char *data;
struct P *next;
}P; 定义了一个结构体 P，包含了一个字符串类型的数据域 data 和一个指向下一个节点的指针 next，用于构建散列表的基本节点结构。
散列表数组：
代码语言：javascript复制P* HEAD[32]; 数组 HEAD中的每个元素是一个指向链表头部的指针~这是一个散列表，共有 32 个槽（桶）。
Create 函数：
代码语言：javascript复制void Create(char *A, int K)
{
int i = K;
P *p = (P*)malloc(sizeof(P));
p->data = A;
p->next = HEAD[i];
HEAD[i] = p;
} Create 函数用于在散列表中插入数据。给定字符串 A 和整数 K，根据 K 计算数组的索引，将数据插入到对应的链表的头部。
Output 函数：
代码语言：javascript复制void Output()
{
P *p;
int i;
for (i = 0; i < 32; i )
{
printf("HEAD: -", i);
if (HEAD[i] != NULL)
{
p = HEAD[i];
for (; p != NULL; p = p->next)
printf(" —>%s", p->data);
}
else printf("空");
printf("n");
}
} Output 函数用于输出整个散列表的内容。对于每个槽，输出链表中的所有节点。
Find 函数：
代码语言：javascript复制int Find(char *ch, int K){
int time = 0;
int i = K;
P *p = HEAD[i];
while (p){
time ;
if (p->data == ch)
return time;
p = p->next;
}
return 0;
} Find 函数用于在散列表中查找特定数据。给定字符串 ch 和整数 K，根据 K 计算数组的索引，然后在对应链表中查找字符串。如果找到，返回查找次数；否则，返回 0。
主函数：
代码语言：javascript复制int main()
{
// 数据初始化
char *A[30] = { /* ... */ };
int B[30] = { /* ... */ };
int i, f, times = 0;
float sum = 0;
// 创建散列表
for (i = 0; i < 30; i ){
Create(A[i], B[i]);
}
// 输出散列表
Output();
// 查找并计算平均查找长度
for (i = 0; i < 30; i ){
f = Find(A[i], B[i]);
if (f){
times ;
sum = f;
}
}
printf("查找成功时的平均查找长度为：%f", sum / times);
return 0;
}3.3 代码整合
代码语言：javascript复制#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct P{
char *data;
struct P *next;
}P;
P* HEAD[32];
void Create(char *A,int K)
{
int i=K;
P *p=(P*)malloc(sizeof(P));
p->data=A;
p->next=HEAD[i];
HEAD[i]=p;
// printf("%d %sn",i,p->A);
}
void Output()
{
P *p;
int i;
for(i=0;i<31;i )
{
printf("HEAD: -",i);
if(HEAD[i]!=NULL)
{
p=HEAD[i];
for(;p!=NULL;p=p->next)
printf(" —>%s",p->data);
}
else printf("空");
printf("n");
}
}
int Find(char *ch,int K){
int time=0;
int i=K;
P *p=HEAD[i];
while(p){
time ;
if(p->data==ch) return time;
p=p->next;
}
return 0;
}
int main()
{
char *A[30]={
"THE","OF","AND","TO","A",
"IN","THAT","IS","WAS","HE",
"FOR","IT","WITH","AS","HIS",
"ON","BE","AT","BY","I",
"THIS","HAD","NOT","ARE","BUT",
"FROM","OR","HAVE","AN","THEY",
};
int B[30]={
25,9,11,27,1,7,9,26,5,13,
27,29,2,18,18,1,7,21,27,9,
6,13,21,22,3,22,29,26,15,0
};
int i,f,times=0;
float sum=0;
for(i=0;i<30;i ){
Create(A[i],B[i]);
}
Output();
for(i=0;i<30;i ){
f=Find(A[i],B[i]);
if(f){
//printf("查找成功");
times ;
sum =f;
}
//else printf("查找失败");
}
printf("查找成功时的平均查找长度为：%f",sum/times);
return 0;
}4. 实验结果
HEAD: 0 —>THEY
HEAD: 1 —>ON —>A
HEAD: 2 —>WITH
HEAD: 3 —>BUT
HEAD: 4空
HEAD: 5 —>WAS
HEAD: 6 —>THIS
HEAD: 7 —>BE —>IN
HEAD: 8空
HEAD: 9 —>I —>THAT —>OF
HEAD: 10空
HEAD: 11 —>AND
HEAD: 12空
HEAD: 13 —>HAD —>HE
HEAD: 14空
HEAD: 15 —>AN
HEAD: 16空
HEAD: 17空
HEAD: 18 —>HIS —>AS
HEAD: 19空
HEAD: 20空
HEAD: 21 —>NOT —>AT
HEAD: 22 —>FROM —>ARE
HEAD: 23空
HEAD: 24空
HEAD: 25 —>THE
HEAD: 26 —>HAVE —>IS
HEAD: 27 —>BY —>FOR —>TO
HEAD: 28空
HEAD: 29 —>OR —>IT
HEAD: 30空
查找成功时的平均查找长度为：1.466667
