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链式哈希表的接口定义
关于哈希表与链式哈希表的描述可以参阅:数据结构 链式哈希表(Hash Table)的接口定义与实现分析(完整代码)
链式哈希表的操作与属性有:初始化、销毁、插入元素、删除元素、查找元素、获取哈希表中无数的个数。
chtbl_init
int cltbl_init(CHTbl *htbl, int buckts, int (*h)(const void *key), int (*match)(const void *key1,const void *key2), void (*destroy)(void *data));
返回值:如果哈希表初始化成功,返回0,否则返回-1。
描述: 初始化htbl指定的链式哈希表。
在对链式哈希表执行其他操作之前,必须要先初始化。哈希表中所分配的“桶”的个数将由buckets指定。函数指针h指向一个用户定义的哈希函数,此函数会将键进行散列。函数指针match指向一个用户定义的函数,此函数用于判断两个键是否匹配。如果key1等于key2,返回1;否则返回其他值。参数destroy是一个函数指针,通过调用chtbl_destroy来释放动态分配的内存空间。如果哈希表中的数据不需要释放,那么destroy应该指向NULL。
复杂度: O(m),m是哈希表中“桶”的个数。
chtbl_destroy
void cltbl_destroy(CHTbl *htbl);
返回值:无。
描述: 销毁htbl指定的链式哈希表。
在调用chtbl_destroy之后不再允许进行其他操作,除非再次调用chtbl_init。chtbl_destroy会删除哈希表中的所有元素,并同时释放chtbl_init中参数destroy不为NULL的成员所占用的内存空间。
复杂度: O(m),m是哈希表中“桶”的个数。
chtbl_insert
int cltbl_insert(CHTbl *htbl,const void *data);
返回值:如果插入元素成功则返回0;如果哈希表中已经包含此元素,返回1;否则返回-1。
描述: 向htbl指定的链式哈希表中插入一个元素。
新元素包含一个指向data的指针,只要元素仍然存在于哈希表中,此指针就一直有效。与data相关的内存空间将由函数的调用者来管理。
复杂度: O(m),m是哈希表中“桶”的个数。
chtbl_remove
int cltbl_remove(CHTbl *htbl,const void **data);
返回值:如果删除元素成功则返回0;否则返回-1。
描述: 从htbl指定的链式哈希表中删除与data匹配的元素。
返回时data指向已经删除元素中存储的数据。与data相关的内存空间将由函数的调用者来管理。
复杂度: O(1)
chtbl_lookup
int cltbl_lookup(const CHTbl *htbl,const void **data);
返回值:如果在哈希表中找到元素则返回0;否则返回-1。
描述: 查找htbl指定的链式哈希表中与data相匹配的元素。
如果找到,在函数返回时,data将指向哈希表中相匹配元素中的数据。
复杂度: O(1)
chtbl_size
int cltbl_size(CHTbl *htbl);
返回值:哈希表中的元素个数。
描述: 获取htbl指定的链式哈希表的元素个数的宏。
复杂度: O(1)
链式哈希表的实现与分析
示例:链式哈希表抽象数据类型的头文件
#ifndef CHTBL_H #define CHTBL_H #include <stdlib.h> #include "list.h" /*为哈希表定义一个数据结构*/ typedef struct CHTbl_ { int buckets; /*1、表中分配的“桶”的个数*/ int (*h)(const void *key); /*2、指向哈希函数*/ int (*match)(const void *key1, const void *key2); /*3、指向match函数*/ int (*destroy)(void *data); /*4、指向销毁函数*/ int size; /*5、表中元素的数量*/ List *table; /*6、存储“桶”的数组*/ }CHTbl; /*公用接口*/ int chtbl_init(CHTbl *htbl, int buckets, int(*h)(void *key), int (*match)(const void *key1, const void *key2), void(*destroy)(void *data)); int chtbl_destroy(CHTbl *htbl); int chtbl_insert(CHTbl *htbl, const void *data); int chtbl_remove(CHTbl *htbl,void **data); int chtbl_lookup(const CHTbl *htbl,void **data); #define chtbl_size(htbl)((htbl)->size) #endif // CHTBL_H
示例:链式哈希表的实现
#include <stdlib.h> #include <string.h> #include "list.h" #include "chtbl.h" /*chtbl_init 初始化链式哈希表*/ int chtbl_init(CHTbl *htbl, int buckets, int (*h)(const void *key), int (*match)(const void *key1,const void *key2),void (*destroy)(void *data)) { int i; /*首先,为“桶”分配空间*/ if((htbl->table = (List *)malloc(buckets*sizeof(List)))==NULL) return -1; /*然后,调用list_init初始化这些桶*/ htbl->buckets = buckets; for(i=0;i<htbl->buckets;i++) list_init(&htbl->table[i],destroy); /*接着,封装h,match,destroy函数*/ htbl->h = h; htbl->match = match; htbl->destroy = destroy; /*最后,将size值设置为0*/ htbl->size = 0; return 0; } /*chtbl_destroy 销毁链式哈希表*/ void chtbl_destroy(CHTbl *htbl) { int i; /*首先,删除每个“桶”中的元素*/ for(i=0;i<htbl->buckets;i++) { list_destroy(&htbl->table[i]); } /*然后,释放由chtbl_init分配的内存空间*/ free(htbl->table); /*最后,哈希表不再允许任何操作,清除这一结构作为错误预防*/ memset(htbl,0,sizeof(CHTbl)); return ; } /*chtbl_insert 向链式哈希表中插入元素*/ int chtbl_insert(CHTbl *htbl,const void *data) { void *temp; int bucket,retval; /*首先,调用chtbl_lookup检查哈希表中是否已经存有该元素*/ temp = (void *)data; if(chtbl->lookup(htbl,&temp)==0) return 1; /*如果未存有该元素,接着将新元素的键散列*/ bucket = htbl->h(data) % htbl->buckets; /*然后,根据哈希编码将新元素插入哈希表中相应位置的“桶”中*/ if((retval = list_ins_next(&htbl->table[bucket],NULL,data))==0) htbl->size++; return retval; }
/*chtbl_remove 删除表中的元素*/
int chtbl_remove(CHTbl *htbl,void **data)
{
ListElmt *element,*prev;
int bucket;
/*首先,哈希(散列)元素的键*/
bucket = htbl->h(*data)%htbl->buckets;
/*接着,查找与元素的键相匹配的桶*/
prev = NULL;
for(element = list_head(&htbl->table[bucket]);element != NULL; element = list_next(element))
{
if(htbl->match(*data,list_data(element)))
{
/*然后,调用list_rem_next删除元素*/
if(list_rem_next(&htbl->table[bucket],prev,data) == 0)
{
htbl->size--;
return 0;
}
else
{
return -1;
}
}
prev = element;
}
/*遍历结束后,没有找到元素,返回-1*/
retrun -1;
}
/*chtbl_lookup 查找元素*/
int chtbl_lookup(const CHTbl *htbl,void **data)
{
ListElmt *element;
int bucket;
/*首先,散列要查找元素的键*/
bucket = htbl->h(*data) % htbl->buckets;
/*接着,查找与元素相匹配的桶*/
for(element = list_head(&htbl->table[bucket]; element != NULL; list_next(element))
{
if(htbl->match(*data,list_data(element))
/*从表中返回该元素*/
*data = list_data(element);
return 0;
}
/*遍历结束后,没有找到元素,则返回-1*/
return -1;
}
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