洗尘斋

三悬明镜垂鸿韵,九撩清泉洗尘心

常用链接

统计

最新评论

哈希表的一个实现

今天写了一个哈希表的实现,采用了阵列加开链表的形式
看了一下别人的写法,只用阵列,行数=100的时候空间利用率竟然达到97%

http://lmlf001.blog.sohu.com/


#ifndef _STORMLI_HASH_TABLE_H_
#define _STORMLI_HASH_TABLE_H_

#include
<cstdlib>
#include
<cmath>
#include
<cassert>
#include
<iostream>

template
<typename valueType>
class HashTable
{
    
enum KindOfNode{Active,Empty,Deleted}; //节点状态,活跃/空/已删除
public:
    
int find(unsigned long _key);    //查找_key是否在表中,若在,返回0;否则返回-1;找到时,m,n为节点的位置
    int insert(unsigned long _key,const valueType &_value);    //插入节点,若该节点已在表中,返回1;若插入成功,返回0,表满,返回-1
    int remove(unsigned long _key);    //删除节点 若节点不存在,返回-1,成功时返回0
public:
    
double getFullRate()const;    //返回Hash表空间利用率
    bool isFull()const{return currentSize==maxSize+maxList;}    //表是否为满
    void clear();            //清除表内容
    void setList(int len=5){if(listLen==-1) listLen=len;}    //default 5,the better one
    double getOverflowRate()const{return double(maxList)/currentSize;}
public:
    HashTable(unsigned 
long maxline,unsigned short line=5);    //构造函数line default 5,a better range
    ~HashTable();
private:
    
struct HashNode        //哈希节点
    {   
        unsigned 
long key;    //name
        valueType value;    //value
        KindOfNode state;    //节点状态
        HashNode():state(Empty){}
        
~HashNode(){}
    };

    
struct list_node{        //链表节点 存储溢出数据
        unsigned long key;
        valueType value;
        list_node 
*next;
        list_node():next(NULL){}
    };
   

    unsigned 
long currentSize;    //当前数据量
    unsigned long maxSize;        //最大数据量
    unsigned long maxLine;        //每行最大值
    unsigned short lines;        //行数
    HashNode **ht;            //哈希阵列
    unsigned long *modTable;    //每行的模数
    unsigned long m,n;        //查找时存储节点位置,否则做为临时变量使用
    HashNode *mem;            //哈希表的实际存储空间
    list_node * *Overflow_list;    //溢出链
    unsigned long maxList;    //list current size
    int listLen;    //list length  default -1---no limit 
   
private:
    
void getMode();            //生成模数
    void clear_Overflow();    //清除溢出链数据
};

template
<typename valueType>
HashTable
<valueType>::HashTable(unsigned long maxline,unsigned short line)
{
    maxLine
=maxline;
    lines
=line;
    currentSize
=0;
    ht
=new HashNode *[lines];
    assert(ht
!=NULL);

    mem
=new HashNode[maxLine*lines];    //实际空间
    assert(mem!=NULL);
    
int i;
    
for(i=0;i<lines;i++)        //分配空间到哈希阵列
        ht[i]=mem+maxLine*i;
    
/*
    for(i=0;i<lines;i++){                //申请存储空间
        ht[i]=new HashNode[maxLine];
        if(ht[i]==NULL){                //申请失败,释放已申请空间,退出
            for(j=i-1;i>=0;j++)
                delete []ht[j];
            delete []ht;
            exit(-1);
        }
    }
    
*/

    modTable
=new unsigned long[lines+1];//modTable[lines]  Overlist
    assert(modTable!=NULL);
    getMode();
/*-----------not must need--------------------------------*/   
    
long temp=modTable[0];
    
for(i=0;i<lines+1;i++)
        modTable[i]
=modTable[i+1];
    modTable[lines]
=temp;
/*------------------------------------------------------*/
    maxSize
=0;
    
for(i=0;i<lines;i++)
        maxSize
+=modTable[i];//最大值
       
    Overflow_list
=new list_node *[modTable[lines]];//Overflow head list ,all NULL pointer
    assert(Overflow_list!=NULL);
    listLen
=-1;
    maxList
=0;
}


template
<typename valueType>
void HashTable<valueType>::getMode()
{        
//采用 6n+1 6n-1 素数集中原理
    if(maxLine<5){this->~HashTable();exit(-1);}
   
    unsigned 
long t,m,n,p;
    
int i,j,a,b,k;
    
int z=0;
   
    
for(t=maxLine/6;t>=0,z<=lines;t--)
    {
        i
=1;j=1; k=t%10;
        m
=6*t;                                        /**i,j的值 是是否进行验证的标志也是对应的6t-1和6t+1的素性标志**/
        
if(((k-4)==0)||((k-9)==0)||((m+1)%3==0))j=0;/*此处是简单验证6*t-1,6*t+1 是不是素数,借以提高素数纯度**/
        
if(((k-6)==0)||((m-1)%3==0))i=0;            /***先通过初步判断去除末尾是5,及被3整除的数***/
        
for(p=1;p*6<=sqrt(m+1)+2;p++ )
        {
            n
=p*6;                                    /**将6*p-1和6*p+1看作伪素数来试除*****/
            k
=p%10;
            a
=1;b=1;                                /**同样此处a,b的值也是用来判断除数是否为素数提高除数的素数纯度**/
            
if(((k-4)==0)||((k-9)==0))a=0;
            
if(((k-6)==0))b=0;
            
if(i){                            /*如果i非零就对m-1即所谓6*t-1进行验证,当然还要看除数n+1,n-1,素性纯度*/
                
if(a){if((m-1)%(n+1)==0)i=0;}        /***一旦被整除就说明不是素数故素性为零即将i 赋值为零***/
                
if(b){if((m-1)%(n-1)==0)i=0;}
            }
            
if(j){                           /**如果j非零就对m+1即所谓6*t+1进行验证,当然还要看除数n+1,n-1,素性纯度*/
                
if(a){if((m+1)%(n+1)==0)j=0;}         /***一旦被整除就说明不是素数故素性为零即将j 赋值为零***/
                
if(b){if((m+1)%(n-1)==0)j=0;}
            }
            
if((i+j)==0)break;                     /**如果已经知道6*t-1,6*t+1都不是素数了那就结束试除循环***/
        }
        
if(j){modTable[z++]=m+1;if(z> lines)return;}
        
if(i){modTable[z++]=m-1;if(z> lines)return;}
    }
}

template
<typename valueType>
HashTable
<valueType>::~HashTable()
{
    delete []mem;    
//释放空间
    delete []ht;
    delete []modTable;

    clear_Overflow();
    delete []Overflow_list;
    
/*   
    for(int i=0;i<lines;i++)
        delete []ht[i];
    delete []ht;
    delete []modTable;
    
*/
}

template
<typename valueType>
int HashTable<valueType>::find(unsigned long _key)
{
    
int i;
    
for(i=0;i<lines;i++){
        m
=i;n=(_key+maxLine)%modTable[m];
        
if(ht[m][n].key==_key&&ht[m][n].state==Active)
            
return 0;
    }
    
if(listLen==0)return -1;
    m
=lines;n=(_key+maxLine)%modTable[m];
    list_node 
*pre=Overflow_list[n];
    
while(pre!=NULL){
        
if(pre->key==_key)return 0;
        pre
=pre->next;
    }
    
return -1;
}

template
<typename valueType>
int HashTable<valueType>::insert(unsigned long _key,const valueType &_value)
{
    
if(find(_key)==0)return 1;    //已存在

    
int i,len=0;
    
for(i=0;i<lines;i++){
        m
=i;n=(_key+maxLine)%modTable[m];
        
if(ht[m][n].state!=Active){    //阵列中找到空位,插入数据
            ht[m][n].key=_key;
            ht[m][n].value
=_value;
            ht[m][n].state
=Active;
            currentSize
++;
            
return 0;
        }
    }
    
if(listLen==0)return -1;

    
//阵列已满,插入溢出链表
    m=lines;n=(_key+maxLine)%modTable[m];
    list_node 
*pre=Overflow_list[n];
   
    list_node 
*now=new list_node;
    now
->key=_key;
    now
->value=_value;
   
    
if(pre==NULL){
        Overflow_list[n]
=now;
    }
    
else{
        len
=1;
        
while(pre->next!=NULL){pre=pre->next;len++;}
        
if(listLen>0&&len>=listLen)return -1;    // full  ;if listLen<0  no limit ,continue the left operation
        pre->next=now;
    }
    currentSize
++;
    maxList
++;   

    
return 0;
}


template
<typename valueType>
int HashTable<valueType>::remove(unsigned long _key)
{
    
if(find(_key)!=0)return -1;
    
if(m<lines){            //节点在阵列中
        ht[m][n].state=Deleted;        //节点状态置为Deleted
        currentSize--;
    }
    
else{            //节点在溢出链中
        list_node *pre=Overflow_list[n],*now;
        
if(pre->key==_key){
            Overflow_list[n]
=pre->next;
            delete pre;
        }
        
else{
            
while(pre->next->key!=_key&&pre->next!=NULL)
                pre
=pre->next;
            now
=pre->next;
            pre
->next=now->next;
            delete now;
        }
        currentSize
--;maxList--;
    }
    
return 0;
}

template
<typename valueType>
double HashTable<valueType>::getFullRate()const
{
    
return double(currentSize)/(maxSize+maxList);    //空间使用率
}

template
<typename valueType>
void HashTable<valueType>::clear()
{
    
int i,j;
    
for(i=0;i<lines;i++)        //把所有节点状态置为Empty
        for(j=0;j<modTable[i];j++)
            ht[i][j].state
=Empty;
    
if(listLen!=0)clear_Overflow();
    maxList
=0;
    currentSize
=0;
}

template
<typename valueType>
void HashTable<valueType>::clear_Overflow()
{
    list_node 
*pre=NULL,*now=NULL;
    
for(int i=0;i<modTable[lines];i++)
    {
        pre
=Overflow_list[i];
        
if(pre==NULL)continue;
        
while(pre->next!=NULL){
            now
=pre->next;
            pre
->next=now->next;
            delete now;
        }
        delete pre;
        Overflow_list[i]
=NULL;
    }
}

#endif


//-----------test.cpp

#include
"HashTable.h"
#include
<cstdlib>
#include
<ctime>
#include
<iostream>
#include
<unistd.h>
#include
<cstdio>
using namespace std;

int main(int argc,char **argv)
{
    HashTable
<int> HT(10000,6);
    HT.setList(
5);
   
    
int i=0,j;
    
double sum=0.0,sum2=0.0;
    
volatile unsigned long temp;
    
volatile unsigned long seed;
    
while(i++<1000){
            seed
=time(NULL);
            srand(i
+seed);
            
while(true)
            {
                    temp
=rand();
                    
if(HT.insert(temp,0)<0)break;
            }
            cout
<<HT.getFullRate()<<"\t"<<HT.getOverflowRate()<<endl;
            sum
+=HT.getFullRate();
            sum2
+=HT.getOverflowRate();
            HT.clear();
    }
    cout
<<"\n\n\n"<<sum/1000<<"\t  "<<sum2/1000<<endl;

    
return 0;
}

posted on 2007-09-08 21:07 芥之舟 阅读(5288) 评论(1)  编辑 收藏 引用 所属分类: 数据结构和算法

评论

# re: 哈希表的一个实现 2014-10-13 10:50 abc

p*6<=sqrt(m+1)+2 这个是怎么回事  回复  更多评论   


只有注册用户登录后才能发表评论。
网站导航: 博客园   IT新闻   BlogJava   知识库   博问   管理