哈希(Hash)算法,即散列函數。它是一種單向密碼體制,即它是一個從明文到密文的不可逆的映射,只有加密過程,沒有解密過程。同時,哈希函數可以將任意長度的輸入經過變化以后得到固定長度的輸出。hash算法一般用於快速查找和加密。
hash算法可以使用的哈希函數種類很多，處理沖突的方法也有開放定址、再哈希、鏈地址、公共溢出區等。
因此，在編寫代碼之前，首先需要根據所要處理的數據，選擇合適的hash函數和沖突處理辦法。開放定址需要空閑存儲單元，所需要的表比實際容量大，而且容易產生二次聚集發生新沖突。鏈地址使用鏈表存儲關鍵字，可以隨時插入新數據，數據量大小不受限制。缺點是要用到指針，給新單元分配地址需要時間，會一定程度上減慢算法速度，但影響不大可以忽略。
筆者需要處理的是一個10W行字符串的字典，關鍵字重復率高。因此選擇適用於字符串的哈希函數，常用字符串哈希函數有 BKDRHash,APHash,DJBHash,JSHash,RSHash,SDBMHash,PJWHash,ELFHash等，個人傾向於BKDRHash，記憶和使用都很簡便。
BKDRHash函數代碼如下：
1 unsigned int BKDRhash(TYPE key) 2 {//BKDRhash函數
3 unsigned int seed = 131; 4 unsigned int hash = 0; 5
6 while(*key != '\n' && *key != 0) //通常使用時，判別條件為*key != 0即可，此處的*key != '\n'是因筆者程序需要
7 hash = hash * seed + (*key++); 8
9 return hash % DICLEN; 10 }
對於關鍵字重復的沖突處理方法，筆者這里使用鏈地址法。hash表結構體如下：
1 #define STRLEN 15
2 #define DICLEN 100000
3
4 typedef char* TYPE; 5 typedef int BOOL; 6
7 typedef struct _NODE{ 8 TYPE data; 9 struct _NODE* next; 10 }NODE; 11
12 typedef struct _HASH_TABLE{ 13 NODE* phead; //此變量可以不用，這里使用是為了減少其他函數中的重新定義過程
14 NODE** chainhash; 15 }HASH_TABLE;
准備工作OK，整理好思路，可以開始編寫hash算法了。O(∩_∩)O
首先，創建一個hash表，並對哈希表，鏈表，頭節點進行初始化。
1 NODE* create_node() 2 {//開辟節點
3 NODE* pnode = (NODE*)malloc(sizeof(NODE)); 4 memset(pnode, 0, sizeof(NODE)); 5
6 pnode->data = (char*)malloc(STRLEN * sizeof(char)); 7 memset(pnode->data, 0, STRLEN * sizeof(char)); 8 pnode->next = NULL; 9
10 return pnode; 11 } 12
13 HASH_TABLE* create_hash() 14 {//創建hash表
15 HASH_TABLE* new_hash_table = (HASH_TABLE*)malloc(sizeof(HASH_TABLE)); 16 memset(new_hash_table, 0, sizeof(HASH_TABLE)); 17
18 new_hash_table->phead = create_node(); 19 new_hash_table->chainhash = (NODE**)malloc(DICLEN * sizeof(NODE*)); 20
21 for(int i = 0; i < DICLEN; i++){ 22 new_hash_table->chainhash[i] = (NODE*)malloc(sizeof(NODE)); 23 memset(new_hash_table->chainhash[i], 0, sizeof(NODE)); 24 } 25
26 return new_hash_table; 27 }
插入數據
鏈表的chainhash每個分量的初始狀態都是空指針，凡是哈希函數值 BKDRhash(data)相同的記錄，都插入同一個鏈表chainhash[i]，此時i = BKDRhash(data)。該鏈表頭結點不為空的話，指針就后移，在表尾插入新記錄（表頭、表尾插入均可，只要保持每次操作相同，即同一鏈表中的關鍵字有序）。
1 BOOL insert_data(HASH_TABLE* hash, NODE* phead, TYPE data) 2 {//插入新數據
3 if(hash == NULL) 4 return 0; 5
6 if(hash->chainhash[BKDRhash(data)]->data == NULL){ 7 NODE* newnode = create_node(); 8
9 strcpy(newnode->data, data); 10 newnode->next = NULL; 11 hash->chainhash[BKDRhash(data)]->data = newnode->data; 12 hash->chainhash[BKDRhash(data)]->next = newnode->next; 13
14 free(newnode); 15 return 1; 16 } 17
18 else{ 19 phead = hash->chainhash[BKDRhash(data)]; 20
21 while(phead->next != NULL) 22 phead = phead->next; 23
24 phead->next = create_node(); 25
26 strcpy(phead->next->data, data); 27 phead->next->next = NULL; 28
29 return 1; 30 } 31 }
查找數據
查找數據時，首先通過哈希函數值找到對應的鏈表，然后比較字符串內容。
1 NODE* find_data(HASH_TABLE* hash, NODE* phead, TYPE data) 2 {//查找數據
3 phead = hash->chainhash[BKDRhash(data)]; 4
5 if(hash == NULL) 6 return NULL; 7
8 while(phead != NULL){ 9
10 if(strncmp(phead->data, data, STRLEN) == 0) 11 return phead; 12 else
13 phead = phead->next; 14 } 15
16 return NULL; 17 }
刪除數據
刪除數據類似於單鏈表的刪除操作
1 BOOL del_data(HASH_TABLE* hash, NODE* phead, TYPE data) 2 {//刪除數據
3
4 phead->next = create_node(); 5 phead->next = hash->chainhash[BKDRhash(data)]; 6
7 if(hash == NULL) 8 return 0; 9
10 while(phead->next != NULL){ 11
12 if(strncmp(phead->next->data, data, STRLEN) == 0){ 13
14 if(phead->next->data == hash->chainhash[BKDRhash(data)]->data) 15 hash->chainhash[BKDRhash(data)] = phead->next->next; 16 else
17 phead->next = phead->next->next; 18
19 return 1; 20 } 21 else
22 phead->next = phead->next->next; 23 } 24
25 free(phead->next); 26
27 return 0; 28 }
修改數據
修改數據非常簡單，即先刪除后插入
1 BOOL alter_data(HASH_TABLE* hash, NODE* phead, TYPE data, TYPE new_data) 2 {//修改數據
3 if(hash == NULL) 4 return 0; 5
6 if(data == new_data) 7 return 1; 8
9 if(del_data(hash, phead, data) == 1){ 10
11 if(insert_data(hash, phead, new_data) == 1) 12 return 1; 13 else
14 return 0; 15 } 16
17 else
18 return 0; 19 }
這樣，一個簡單的hash算法就寫好了！筆者冗長的測試代碼如下。。。。至於為什么測試要寫這么長，筆者也不造o(╯□╰)o
1 int main(int argc, char* argv[]) 2 {//測試
3 int i = 0; 4 char* testdata = "kyxntghcxolgqlw\n"; 5 char data[STRLEN + 2] = {0}; 6
7 HASH_TABLE* dic = create_hash(); 8
9 FILE* fp = fopen("dic.txt", "r+"); 10 assert(fp != 0); 11
12 while(i < DICLEN){ 13 fgets(data, STRLEN + 2, fp); 14 insert_data(dic, dic->phead, data); 15 i++; 16 } 17
18 //查找測試
19 if(find_data(dic, dic->phead, testdata) != NULL) 20 printf("find it: %s\n", (find_data(dic, dic->phead, testdata))->data); 21 else
22 printf("no this data!\n"); 23
24 //刪除再查找測試
25 if(del_data(dic, dic->phead, testdata) == 1) 26 printf("delete it!\n"); 27 else
28 printf("try again!\n"); 29
30 if(find_data(dic, dic->phead, testdata) != NULL) 31 printf("find it: %s\n", (find_data(dic, dic->phead, testdata))->data); 32 else
33 printf("no this data!\n"); 34
35 //修改數據測試
36 testdata = "fpwdwpk"; 37 char* newdata = "bibibibibiu\n"; 38
39 if(alter_data(dic, dic->phead, testdata, newdata) == 1){ 40
41 if(find_data(dic, dic->phead, newdata) != NULL) 42 printf("find it: %s\n", (find_data(dic, dic->phead, newdata))->data); 43 else
44 printf("no this data!\n"); 45 } 46
47 fclose(fp); 48 free(dic); 49
50 return 0; 51 }
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作者bibibi_liuliu，聯系方式395985239@qq.com