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哈希表应用
本文转自：哈希表的应用(C++实现)
问题描述：设计哈希表实现电话号码查询系统，实现下列功能：
(1) 假定每个记录有下列数据项：电话号码、用户名、地址。
(2) 一是从数据文件old.txt(自己现行建好)中读入各项记录，二是由系统随机产生各记录，并且把记录保存到new.txt文件中以及显示到屏幕上，记录条数不要少于30，然后分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表。
(3) 分别采用伪随机探测再散列法和再哈希法解决冲突。
(4) 查找并显示给定电话号码的记录；查找并显示给定用户名的记录。
(5) 将没有查找的结果保存到结果文件Out.txt中，显示查找结果前，要有提示语句。
(1) 假定每个记录有下列数据项：电话号码、用户名、地址。
(2) 一是从数据文件old.txt(自己现行建好)中读入各项记录，二是由系统随机产生各记录，并且把记录保存到new.txt文件中以及显示到屏幕上，记录条数不要少于30，然后分别以电话号码和用户名为关键字建立哈希表。
(3) 分别采用伪随机探测再散列法和再哈希法解决冲突。
(4) 查找并显示给定电话号码的记录；查找并显示给定用户名的记录。
(5) 将没有查找的结果保存到结果文件Out.txt中，显示查找结果前，要有提示语句。
代码：
// MyHashTable.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
////设计哈希表实现电话号码查询系统
//说明：一是从文件old.txt中读取的数据自己在程序运行前建立，
// 二是由系统随机生成数据，在程序运行由随机数产生器生成，并且将产生的记录保存到 new.txt文件。
//存在的问题：使用随机产生的文件，在显示时出现乱码
#include "stdafx.h"
#include<fstream>//文件流
#include<iostream>
#include <string>
using namespace std;
const int D[] = {3,5,8,11,13,14,19,21};//预定再随机数
const int HASH_MAXSIZE = 50;//哈希表长度
//记录信息类型
class DataInfo
{
public:
DataInfo();//默认构造函数
friend ostream& operator<<(ostream& out, const DataInfo& dataInfo); //重载输出操作符
//friend class HashTable;
//private:
string name;//姓名
string phone;//电话号码
string address;//地址
char sign;//冲突的标志位，'1'表示冲突，'0'表示无冲突
};
DataInfo::DataInfo():name(""), phone(""), address(""), sign('0')
{
}
ostream& operator<<(ostream& out, const DataInfo& dataInfo) //重载输出操作符
{
cout << "姓名：" << dataInfo.name << " 电话：" << dataInfo.phone
<< " 地址：" << dataInfo.address << endl;
return out;
}
//存放记录的哈希表类型
class HashTable
{
public:
HashTable();//默认构造函数
~HashTable();//析构函数
int Random(int key, int i);// 伪随机数探测再散列法处理冲突
void Hashname(DataInfo *dataInfo);//以名字为关键字建立哈希表
int Rehash(int key, string str);// 再哈希法处理冲突 注意处理冲突还有链地址法等
void Hashphone(DataInfo *dataInfo);//以电话为关键字建立哈希表
void Hash(char *fname, int n);// 建立哈希表
//fname 是数据储存的文件的名称，用于输入数据，n是用户选择的查找方式
int Findname(string name);// 根据姓名查找哈希表中的记录对应的关键码
int Findphone(string phone);// 根据电话查找哈希表中的记录对应的关键码
void Outhash(int key);// 输出哈希表中关键字码对应的一条记录
void Outfile(string name, int key);// 在没有找到时输出未找到的记录
void Rafile();// 随机生成文件，并将文件保存在 new.txt文档中
void WriteToOldTxt();//在运行前先写入数据
//private:
DataInfo *value[HASH_MAXSIZE];
int length;//哈希表长度
};
HashTable::HashTable():length(0)//默认构造函数
{
//memset(value, NULL, HASH_MAXSIZE*sizeof(DataInfo*));
for (int i=0; i<HASH_MAXSIZE; i++)
{
value[i] = new DataInfo();
}
}
HashTable::~HashTable()//析构函数
{
delete[] *value;
}
void HashTable::WriteToOldTxt()
{
ofstream openfile("old.txt");
if (openfile.fail())
{
cout << "文件打开错误！" << endl;
exit(1);
}
string oldname;
string oldphone;
string oldaddress;
for (int i=0; i<30; i++)
{
cout << "请输入第" << i+1 << "条记录:" << endl;
cin >> oldname ;
cin >> oldphone;
cin >> oldaddress;
openfile << oldname << " " << oldphone << " " << oldaddress << "," << endl;
}
openfile.close();
}
int HashTable::Random(int key, int i)// 伪随机数探测再散列法处理冲突
{//key是冲突时的哈希表关键码，i是冲突的次数，N是哈希表长度
//成功处理冲突返回新的关键码，未进行冲突处理则返回-1
int h;
if(value[key]->sign == '1')//有冲突
{
h = (key + D[i]) % HASH_MAXSIZE;
return h;
}
return -1;
}
void HashTable::Hashname(DataInfo *dataInfo)//以名字为关键字建立哈希表
{//利用除留取余法建立以名字为关键字建立的哈希函数，在发生冲突时调用Random函数处理冲突
int i = 0;
int key = 0;
for (int t=0; dataInfo->name[t]!='\0'; t++)
{
key = key + dataInfo->name[t];
}
key = key % 42;
while(value[key]->sign == '1')//有冲突
{
key = Random(key, i++);//处理冲突
}
if(key == -1) exit(1);//无冲突
length++;//当前数据个数加
value[key]->name = dataInfo->name;
value[key]->address = dataInfo->address;
value[key]->phone = dataInfo->phone;
value[key]->sign = '1';//表示该位置有值
//cout << value[key]->name << " " << value[key]->phone << " " << value[key]->address << endl;
}
int HashTable::Rehash(int key, string str)// 再哈希法处理冲突
{//再哈希时使用的是折叠法建立哈希函数
int h;
int num1 = (str[0] - '0') * 1000 + (str[1] - '0') * 100 + (str[2] - '0') * 10 + (str[3] - '0');
int num2 = (str[4] - '0') * 1000 + (str[5] - '0') * 100 + (str[6] - '0') * 10 + (str[7] - '0');
int num3 = (str[8] - '0') * 100 + (str[9] - '0') * 10 + (str[10] - '0');
h = num1 + num2 + num3;
h = (h + key) % HASH_MAXSIZE;
return h;
}
void HashTable::Hashphone(DataInfo *dataInfo)//以电话为关键字建立哈希表
{//利用除留取余法建立以电话为关键字建立的哈希函数，在发生冲突时调用Rehash函数处理冲突
int key = 0;
int t;
for(t=0; dataInfo->phone[t] != '\0'; t++)
{
key = key + dataInfo->phone[t];
}
key = key % 42;
while(value[key]->sign == '1')//有冲突
{
key = Rehash(key, dataInfo->phone);
}
length++;//当前数据个数加
value[key]->name = dataInfo->name;
value[key]->address = dataInfo->address;
value[key]->phone = dataInfo->phone;
value[key]->sign = '1';//表示该位置有值
}
void HashTable::Outfile(string name, int key)//在没有找到时输出未找到的记录
{
ofstream fout;
if((key == -1)||(value[key]->sign == '0'))//判断哈希表中没有记录
{
fout.open("out.txt",ios::app);//打开文件
if(fout.fail())
{
cout << "文件打开失败!" << endl;
exit(1);
}
fout << name << endl;//将名字写入文件,有个问题，每次写入的时候总是将原来的内容替换了
fout.close();
}
}
void HashTable::Outhash(int key)//输出哈希表中关键字码对应的记录
{
if((key==-1)||(value[key]->sign=='0'))
cout << "没有找到这条记录！" << endl;
else
{
for(unsigned int i=0; value[key]->name[i]!='\0'; i++)
{
cout << value[key]->name[i];
}
for(unsigned int i=0; i<10; i++)
{
cout << " ";
}
cout << value[key]->phone;
for(int i=0; i<10; i++)
{
cout << " ";
}
cout << value[key]->address << endl;
}
}
void HashTable::Rafile()//随机生成文件，并将文件保存在new.txt文档中
{
ofstream fout;
fout.open("new.txt");//打开文件，等待写入
if(fout.fail())
{
cout << "文件打开失败！" << endl;
exit(1);
}
for(int j=0; j<30; j++)
{
string name = "";
for(int i=0; i<20; i++)//随机生成长个字的名字
{
name += rand() % 26 + 'a';//名字是由个字母组成
}
fout << name << " ";//将名字写入文件
string phone = "";
for(int i=0; i<11; i++)//随机生成长位的电话号码
{
phone += rand() % 10 + '0';//电话号码是纯数字
}
fout << phone << " ";//将电话号码写入文件
string address = "";
for(int i=0; i<29; i++)//随机生成长个字的名字
{
address += rand() % 26 + 'a';//地址是由个字母组成
}
address += ',';
fout << address << endl;//将地址写入文件
}
fout.close();
}
void HashTable::Hash(char *fname, int n)//建立哈希表
//fname是数据储存的文件的名称，用于输入数据，n是用户选择的查找方式
//函数输入数据，并根据选择调用Hashname或Hashphone函数进行哈希表的建立
{
ifstream fin;
int i;
fin.open(fname);//读文件流对象
if(fin.fail())
{
cout << "文件打开失败！" << endl;
exit(1);
}
while(!fin.eof())//按行读入数据
{
DataInfo *dataInfo = new DataInfo();
char* str = new char[100];
fin.getline(str, 100, '\n');//读取一行数据
if(str[0] == '*')//判断数据结束
{
break;
}
i = 0;//记录字符串数组的下标
//a-z:97-122 A-Z:65-90
//本程序的姓名和地址都使用小写字母
while((str[i] < 97) || (str[i] > 122))//读入名字
{
i++;
}
for(; str[i]!=' '; i++)
{
dataInfo->name += str[i];
}
while(str[i] == ' ')
{
i++;
}
for(int j=0; str[i]!=' '; j++,i++)//读入电话号码
{
dataInfo->phone += str[i];
}
while(str[i] == ' ')
{
i++;
}
for(int j=0; str[i]!=','; j++,i++)//读入地址
{
dataInfo->address += str[i];
}
if(n == 1)
{
Hashname(dataInfo);
}
else
{
Hashphone(dataInfo);//以电话为关键字
}
delete []str;
delete dataInfo;
}
fin.close();
}
int HashTable::Findname(string name)//根据姓名查找哈希表中的记录对应的关键码
{
int i = 0;
int j = 1;
int t;
int key = 0;
for(key=0, t=0; name[t] != '\0'; t++)
{
key = key + name[t];
}
key = key % 42;
while((value[key]->sign == '1') && (value[key]->name != name))
{
key = Random(key, i++);
j++;
if(j >= length) return -1;
}
return key;
}
int HashTable::Findphone(string phone)//根据电话查找哈希表中的记录对应的关键码
{
int key = 0;
int t;
for(t=0; phone[t] != '\0' ; t++)
{
key = key + phone[t];
}
key = key % 42;
int j = 1;
while((value[key]->sign == '1') && (value[key]->phone != phone))
{
key = Rehash(key, phone);
j++;
if(j >= length)
{
return -1;
}
}
return key;
}
void main()
{
//WriteToOldTxt();
int k;
int ch;
char *Fname;
HashTable *ht = new HashTable;
while(1)
{
system("cls");//cls命令清除屏幕上所有的文字
cout << "欢迎使用本系统！" << endl << endl;
cout << "请选择数据" << endl;
cout << "1.使用已有数据文件" << endl;
cout << "2.随机生成数据文件" << endl;
cout << "0.结束" << endl;
cout << "输入相应序号选择功能：";
cin >> k;
switch(k)
{
case 0:
return;
case 1:
Fname = "old.txt";//从数据文件old.txt(自己现行建好)中读入各项记录
break;
case 2:
ht->Rafile();
Fname = "new.txt";//由系统随机产生各记录，并且把记录保存到new.txt文件中
break;
default:
cout << "输入序号有误，退出程序。" << endl;
return;
}
do
{
system("cls");
cout << " 请选择查找方式" << endl;
cout << "1.通过姓名查找" << endl;
cout << "2.通过电话查找" << endl;
cout << "输入相应序号选择功能：";
cin >> ch;
if((ch != 1) && (ch != 2))
cout << "输入序号有误！" << endl;
}while((ch != 1) && (ch != 2));
ht->Hash(Fname, ch);
while(ch == 1)
{
int choice;
cout << endl << "请选择功能" << endl;
cout << "1.输入姓名查找数据" << endl;
cout << "2.显示哈希表" << endl;
cout << "0.退出"<<endl;
cout << "输入相应序号选择功能：";
cin >> choice;
switch(choice)
{
case 1:
{//注意此处应该加上大括号
int key1;
string name;
cout << "请输入姓名：";
cin >> name;
key1 = ht->Findname(name);
ht->Outfile(name, key1);
ht->Outhash(key1);
}
break;
case 2:
{
for(int i=0; i<HASH_MAXSIZE; i++)
{
if(ht->value[i]->sign!='0')
{
ht->Outhash(i);
}
}
}
break;
default:
cout << endl << "您的输入有误！" << endl;
}
if(choice == 0)
{
return;
}
}
while(ch == 2)
{
int choice;
cout << endl << "请选择功能" << endl;
cout << "1.输入电话查找数据" << endl;
cout << "2.显示哈希表"<<endl;
cout << "0.退出"<<endl;
cout << "输入相应序号选择功能：";
cin >> choice;
switch(choice)
{
case 1:
{
int key2;
string phone;
cout << "请输入11位的电话号码：";
do
{
cin >> phone;
if(phone.length() != 11)
{
cout << "电话号码应为11位！\n请重新输入：";
}
}while(phone.length() != 11);
key2 = ht->Findphone(phone);
ht->Outfile(phone, key2);
ht->Outhash(key2);
}
break;
case 2:
{
for(int i=0; i<HASH_MAXSIZE; i++)
{
if(ht->value[i]->sign != '0')
{
ht->Outhash(i);
}
}
}
break;
default:
cout << endl << "您的输入有误！" << endl;
}
if(choice == 0)
{
return;
}
}
while((ch != 1) && (ch != 2))
{
cout << "您的输入有误！请输入相应需要选择功能：";
}
}
system("pause");
}
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