数据结构实验报告七查找.docx

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数据结构实验报告七查找

（本实验项目方案受“教育部人才培养模式创新实验区（X3108005）”项目资助）

实验难度：

A□B□C□

序号

学号

姓名

成绩

1

2

3

指导教师

（签名）

学　　期：

　　2010秋季学期

任课教师:

实验题目:

查找算法设计与实现

姓名:

　王辉

学号:

　20091120154　　　

电子邮件:

完成提交时间：

2010年12月27日

云南大学软件学院2010学年秋季学期

《数据结构实验》成绩考核表

学号：

姓名：

本人承担角色：

评分项目

评分指标

分值

得分

实验构思（10%）

1.实验目的明确

5

2.实验内容理解透彻、对实验所涉及到的知识点分析到位

5

实验设计（15%）

1.有对基本数据结构的抽象数据类型定义

5

2.实验方案设计完整，数据结构、算法选择合理

5

3.算法结构和程序功能模块之间逻辑清晰、有相应的流程图

5

实验实现（25%）

1.代码编写规范、风格统一、注释清楚易读

5

2.程序运行正常，测试结果正确

15

3.界面友好、易于操作、有较强的容错性

5

实验报告撰写（10%）

1.内容详实无缺漏，文字流畅、图表清楚

5

2.实验结果分析客观、详细，实验体会真实可信，对原实验方案的改进和对实验内容的发散性思考

5

个人工作量（30%）

1.个人完成工作量

15

2.个人技术水平

10

3.团队合作精神

5

实验运作（10%）

1.有一定用户群

5

2.应用前景分析

5

综合得分：

（满分100分）

指导教师：

年月日

（注：

此表在难度为C时使用，每个成员一份。

）

（下面的内容由学生填写，格式统一为，字体:

楷体,行距:

固定行距18，字号:

小四，个人报告按下面每一项的百分比打分。

难度A满分70分，难度B满分90分）

一、【实验构思（Conceive）】（10%）

1哈希表查找。

根据全年级学生的姓名，构造一个哈希表，选择适当的哈希函数和解决冲突的方法，设计并实现插入、删除和查找算法。

熟悉各种查找算法的思想。

2、掌握查找的实现过程。

3、学会在不同情况下运用不同结构和算法求解问题。

4把每个学生的信息放在结构体中：

typedefstruct//记录

{

NAname;

NAtel;

NAadd;

}Record;

5voidgetin（Record*a）函数依次输入学生信息

6人名折叠处理，先将用户名进行折叠处理折叠处理后的数，用除留余数法构造哈希函数，并返回模值。

并采用二次探测再散列法解决冲突。

7姓名以汉语拼音形式，待填入哈希表的人名约30个，自行设计哈希函数，用线性探测再散列法或链地址法处理冲突；在查找的过程中给出比较的次数。

完成按姓名查询的操作。

将初始班级的通讯录信息存入文件。

二、【实验设计（Design）】（20%）

（本部分应包括：

抽象数据类型的功能规格说明、主程序模块、各子程序模块的伪码说明，主程序模块与各子程序模块间的调用关系）

1抽象数据类型的功能规格说明和结构体：

#include

#include

#include

#include

#defineMAXSIZE20//电话薄记录数量

#defineMAX_SIZE20//人名的最大长度

#defineHASHSIZE53//定义表长

#defineSUCCESS1

#defineUNSUCCESS-1

#defineLENsizeof（HashTable）

typedefintStatus;

typedefcharNA[MAX_SIZE];

typedefstruct//记录

{

NAname;

NAtel;

NAadd;

}Record;

typedefstruct//哈希表

{

Record*elem[HASHSIZE];//数据元素存储基址

intcount;//当前数据元素个数

intsize;//当前容量

}HashTable;

2主函数与各子函数的调用关系：

（通过switch（num）函数按不同功能要求分别调用相关函数）

intmain（intargc,char*argv[]）{

system（"color61"）;

intc,flag=1;

HashTable*H;

H=（HashTable*）malloc（LEN）;

for（inti=0;i

H->elem[i]=NULL;

H->size=HASHSIZE;

H->count=0;

Recorda[MAXSIZE];

while

（1）

{

printf（"\n★☆★☆★☆★☆★☆wanghui★☆★☆★☆★☆★☆★☆"）;

printf（"\n★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★"）;

printf（"\n★☆★☆我的未来不是梦★☆★☆"）;

printf（"\n★☆★☆无聊中郁闷死★☆★☆"）;

printf（"\n★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★"）;

printf（"\n┏━━━━━━━━━━━━━┓"）;

printf（"\n★┃欢迎欢迎欢迎欢迎欢迎欢迎┃★"）;

printf（"\n〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓"）;

printf（"\n★★★★★★★哈希表的设计与实现★★★★★★"）;

printf（"\n【】.添加用户信息"）;

printf（"\n【】.读取所有用户信息"）;

printf（"\n【】.以姓名建立哈希表（再哈希法解决冲突）"）;

printf（"\n【】.以电话号码建立哈希表（再哈希法解决冲突）"）;

printf（"\n【】.查找并显示给定用户名的记录"）;

printf（"\n【】.查找并显示给定电话号码的记录"）;

printf（"\n【】.清屏"）;

printf（"\n【】.保存"）;

printf（"\n【】.退出程序"）;

printf（"\n温馨提示：

"）;

printf（"\nⅠ.进行操作前请先输出"）;

printf（"\nⅡ.进行操作前请先输出"）;

printf（"\n★★★★★★★〓〓〓〓〓〓〓〓〓★★★★★★"）;

printf（"\n"）;

printf（"请输入一个任务选项>>>"）;

printf（"\n"）;

intnum;

scanf（"%d",&num）;

switch（num）{

case1:

getin（a）;

break;

case2:

ShowInformation（a）;

break;

case3:

CreateHash1（H,a）;/*以姓名建立哈希表*/

break;

case4:

CreateHash2（H,a）;/*以电话号码建立哈希表*/

break;

case5:

c=0;

SearchHash1（H,c）;

break;

case6:

c=0;

SearchHash2（H,c）;

break;

case7:

Cls（a）;

break;

case8:

Save（）;

break;

case9:

return0;

break;

default:

printf（"你输错了，请重新输入!

"）;

printf（"\n"）;

}

}

system（"pause"）;

return0;

}

三、【实现描述（Implement）】（30%）

（本部分应包括：

抽象数据类型具体实现的函数原型说明、关键操作实现的伪码算法、函数设计、函数间的调用关系，关键的程序流程图等，给出关键算法的时间复杂度分析。

）

1主函数打印和主子函数调用：

intmain（intargc,char*argv[]）{

system（"color61"）;

intc,flag=1;

HashTable*H;

H=（HashTable*）malloc（LEN）;

for（inti=0;i

H->elem[i]=NULL;

H->size=HASHSIZE;

H->count=0;

Recorda[MAXSIZE];

while

（1）

{

printf（"\n★☆★☆★☆★☆★☆申平★☆★☆★☆★☆★☆★☆"）;

printf（"\n★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★"）;

printf（"\n★☆★☆我的未来不是梦★☆★☆"）;

printf（"\n★☆★☆无聊中郁闷死★☆★☆"）;

printf（"\n★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★"）;

printf（"\n┏━━━━━━━━━━━━━┓"）;

printf（"\n★┃欢迎欢迎欢迎欢迎欢迎欢迎┃★"）;

printf（"\n〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓"）;

printf（"\n★★★★★★★哈希表的设计与实现★★★★★★"）;

printf（"\n【】.添加用户信息"）;

printf（"\n【】.读取所有用户信息"）;

printf（"\n【】.以姓名建立哈希表（再哈希法解决冲突）"）;

printf（"\n【】.以电话号码建立哈希表（再哈希法解决冲突）"）;

printf（"\n【】.查找并显示给定用户名的记录"）;

printf（"\n【】.查找并显示给定电话号码的记录"）;

printf（"\n【】.清屏"）;

printf（"\n【】.保存"）;

printf（"\n【】.退出程序"）;

printf（"\n温馨提示：

"）;

printf（"\nⅠ.进行操作前请先输出"）;

printf（"\nⅡ.进行操作前请先输出"）;

printf（"\n★★★★★★★〓〓〓〓〓〓〓〓〓★★★★★★"）;

printf（"\n"）;

printf（"请输入一个任务选项>>>"）;

printf（"\n"）;

intnum;

scanf（"%d",&num）;

switch（num）{

case1:

getin（a）;

break;

case2:

ShowInformation（a）;

break;

case3:

CreateHash1（H,a）;/*以姓名建立哈希表*/

break;

case4:

CreateHash2（H,a）;/*以电话号码建立哈希表*/

break;

case5:

c=0;

SearchHash1（H,c）;

break;

case6:

c=0;

SearchHash2（H,c）;

break;

case7:

Cls（a）;

break;

case8:

Save（）;

break;

case9:

return0;

break;

default:

printf（"你输错了，请重新输入!

"）;

printf（"\n"）;

}

}

system（"pause"）;

return0;

}

2键盘输入各人的信息:

voidgetin（Record*a）//键盘输入各人的信息

{

system（"cls"）;

printf（"输入要添加的个数：

\n"）;

scanf（"%d",&NUM_BER）;

inti;

for（i=0;i

printf（"请输入第%d个记录的用户名:

\n",i+1）;

scanf（"%s",a[i].name）;

printf（"请输入%d个记录的电话号码:

\n",i+1）;

scanf（"%s",a[i].tel）;

printf（"请输入第%d个记录的地址:

\n",i+1）;

scanf（"%s",a[i].add）;//gets（str2）;?

?

?

?

?

?

}

}

3显示输入的用户信息和人名的折叠处理:

voidShowInformation（Record*a）//显示输入的用户信息

{

system（"cls"）;

inti;

for（i=0;i

printf（"\n第%d个用户信息:

\n姓名：

%s\n电话号码：

%s\n联系地址：

%s\n",i+1,a[i].name,a[i].tel,a[i].add）;

}

voidCls（Record*a）{

printf（"*"）;

system（"cls"）;

}

longfold（NAs）//人名的折叠处理

{

char*p;

longsum=0;

NAss;

strcpy（ss,s）;//复制字符串，不改变原字符串的大小写

strupr（ss）;//将字符串ss转换为大写形式

p=ss;

while（*p!

='\0'）

sum+=*p++;

printf（"\nsum====================%d",sum）;

returnsum;

}

5哈希函数,先将用户名进行折叠处理,折叠处理后的数，用除留余数法构造哈希函数并返回模值;把字符串转换成整型数,用除留余数法构造哈希函数并返回模值:

intHash1（NAstr）//哈希函数

{

longn;

intm;

n=fold（str）;//先将用户名进行折叠处理

m=n%HASHSIZE;//折叠处理后的数，用除留余数法构造哈希函数

returnm;//并返回模值

}

intHash2（NAstr）//哈希函数

{

longn;

intm;

n=atoi（str）;//把字符串转换成整型数.

m=n%HASHSIZE;//用除留余数法构造哈希函数

returnm;//并返回模值

}

6冲突处理函数，采用二次探测再散列法解决冲突:

Statuscollision（intp,int&c）//冲突处理函数，采用二次探测再散列法解决冲突

{

inti,q;

i=c/2+1;

while（i

if（c%2==0）{

c++;

q=（p+i*i）%HASHSIZE;

if（q>=0）returnq;

elsei=c/2+1;

}

else{

q=（p-i*i）%HASHSIZE;

c++;

if（q>=0）returnq;

elsei=c/2+1;

}

}

returnUNSUCCESS;

}

voidbenGetTime（）;

voidCreateHash1（HashTable*H,Record*a）//建表，以人的姓名为关键字，建立相应的散列表

{

system（"cls"）;//若哈希地址冲突，进行冲突处理

benGetTime（）;

inti,p=-1,c,pp;

for（i=0;i

c=0;

p=Hash1（a[i].name）;

pp=p;

while（H->elem[pp]!

=NULL）{

pp=collision（p,c）;

if（pp<0）{

printf（"第%d记录无法解决冲突",i+1）;//需要显示冲突次数时输出

continue;

}//无法解决冲突，跳入下一循环

}

H->elem[pp]=&（a[i]）;//求得哈希地址，将信息存入

H->count++;

printf（"第%d个记录冲突次数为%d。

\n",i+1,c）;//需要显示冲突次数时输出

}

printf（"\n建表完成!

\n此哈希表容量为%d,当前表内存储的记录个数为%d.\n",HASHSIZE,H->count）;

benGetTime（）;

}

7在通讯录里查找姓名关键字，若查找成功，显示信息:

voidSearchHash1（HashTable*H,int&c）//在通讯录里查找姓名关键字，若查找成功，显示信息

{

system（"cls"）;//c用来记录冲突次数,查找成功时显示冲突次数

benGetTime（）;

NAstr;

printf（"\n请输入要查找记录的姓名：

\n"）;

scanf（"%s",str）;

intp,pp;

p=Hash1（str）;

pp=p;

while（（H->elem[pp]!

=NULL）&&（eq（str,H->elem[pp]->name）==-1））

pp=collision（p,c）;

if（H->elem[pp]!

=NULL&&eq（str,H->elem[pp]->name）==1）{

printf（"\n查找成功！

\n查找过程冲突次数为%d．以下是您需要要查找的信息：

\n\n",c）;

printf（"姓名：

%s\n电话号码：

%s\n联系地址：

%s\n",H->elem[pp]->name,H->elem[pp]->tel,H->elem[pp]->add）;

}

elseprintf（"\n此人不存在，查找不成功!

\n"）;

benGetTime（）;

}

8建表，以电话号码为关键字，建立相应的散列表,若哈希地址冲突，进行冲突处理:

voidCreateHash2（HashTable*H,Record*a）//建表，以电话号码为关键字，建立相应的散列表

{

//若哈希地址冲突，进行冲突处理

benGetTime（）;

inti,p=-1,c,pp;

for（i=0;i

c=0;

p=Hash2（a[i].tel）;

pp=p;

while（H->elem[pp]!

=NULL）{

pp=collision（p,c）;

if（pp<0）{

printf（"第%d记录无法解决冲突",i+1）;//需要显示冲突次数时输出

continue;

}//无法解决冲突，跳入下一循环

}

H->elem[pp]=&（a[i]）;//求得哈希地址，将信息存入

H->count++;

printf（"第%d个记录冲突次数为%d。

\n",i+1,c）;//需要显示冲突次数时输出

}

printf（"\n建表完成!

\n此哈希表容量为%d,当前表内存储的记录个数为%d.\n",HASHSIZE,H->count）;

benGetTime（）;

}

9在通讯录里查找电话号码关键字，若查找成功，显示信:

voidSearchHash2（HashTable*H,int&c）//在通讯录里查找电话号码关键字，若查找成功，显示信息

{

system（"cls"）;//c用来记录冲突次数,查找成功时显示冲突次数

benGetTime（）;

NAtele;

printf（"\n请输入要查找记录的电话号码：

\n"）;

scanf（"%s",tele）;

intp,pp;

p=Hash2（tele）;

pp=p;

while（（H->elem[pp]!

=NULL）&&（eq（tele,H->elem[pp]->tel）==-1））

pp=collision（p,c）;

if（H->elem[pp]!

=NULL&&eq（tele,H->elem[pp]->tel）==1）{

printf（"\n查找成功！

\n查找过程冲突次数为%d．以下是您需要要查找的信息：

\n\n",c）;

printf（"姓名：

%s\n电话号码：

%s\n联系地址：

%s\n",H->elem[pp]->name,H->elem[pp]->tel,H->elem[pp]->add）;

}

elseprintf（"\n此人不存在，查找不成功!

\n"）;

benGetTime（）;

}

voidSave（）{

FILE*fp;

if（（fp=fopen（"c:

\test.txt","w"））==NULL）{

printf（"\nERRORopeningcustometfile"）;

}

fclose（fp）;

}

四、【测试结果（Testing）】（10%）

（本部分应包括：

对实验的测试结果，应具体列出每次测试所输入的数据以及输出的数据，并对测试结果进行分析总结）

五、【实验总结】（10%）

（本部分应包括：

自己在实验中完成的任务，注意组内的任意一位同学都必须独立完成至少一项接口的实现；对所完成实验的经验总结、心得）

1通常有两类方法处理冲突：

开放定址（OpenAddressing）法和拉链（Chaining）法。

前者是将所有结点均存放在散列表T[0..m-1]中；后者通常是将互为同义词的结点链成一个单链表，而将此链表的头指针放在散列表T[0..m-1]中。

2用开放定址法解决冲突的做法是：

当冲突发生时，使用某种探查（亦称探测）技术在散列表中形成一个探查（测）序列。

沿此序列逐个单元地查找，直到找到给定的关键字，或者碰到一个开放的地址（即该地址单元为空）为止（若要插入，在探查到开放的地址，则可将待插入的新结点存人该地址单元）。

查找时探查到开放的地址则表明表中无待查的关键字，即查找失败。

注意：

①用开放定址法建立散列表时，建表前须将表中所有单元（更严格地说，是指单元中存储的关键字）置空。

②空单元的表示与具体的应用相关。

3拉链法解决冲突的方法

　拉链法解决冲突的做法是：

将所有关键字为同义词的结点链接在同一个单链表中。

若选定的散列表长度为m，则可将散列表定义为一个由m个头指针组成的指针数组T[0..m-1]。

凡是散列地址为i的结点，均插入到以T[i]为头指针的单链表中。

T中各分量的初值均应为空指针。

在拉链法中，装填因子α可以大于1，但一般均取α≤1.

4拉链法的优点

　与开放定址法相比，拉链法有如下几个