【数据结构】通讯录查询系统的设计与实现（散列表（哈希表））

1．问题描述：

为某个单位建立一个员工通讯录管理系统，可以方便查询每一个员工的电话与地址。设计散列表存储，设计并实现通讯录查找系统。

2．基本要求

（1）每个记录有下列数据项：电话号码、用户名、地址；

（2）从键盘输入各记录，分别以电话号码为关键字建立散列表；

（3）采用二次探测再散列法解决冲突；

（4）查找并显示给定电话号码的记录；

（5）通讯录信息文件保存。

3 . 原理

1．哈希表是根据关键码值而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。

给定表M，存在函数f(key)，对任意给定的关键字值key，代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址，则称表M为哈希表，函数f(key)为哈希函数。

2. 二次探测再散列法：若发生冲突，则按照+1²，-1²，+2²，-2²…方式进行探测再散列的方法。

4 . 思路

此题基本上可以说就是哈希表的简单应用：
①   构建哈希表（需要构造一个哈希函数，确定一个合适的处理冲突的方法）
②   按照电话号码查找并输出
③   将哈希表按序存进文件Output中

5 . 代码
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#define MAXSIZE 50
using namespace std;
int Czy=1;
typedef struct record
{
char Number[20];
char Name[20];
char Address[20];
}Record;

typedef struct Hash
{
Record *data;
int cnt;
int size;
}*HashTable,HashElem;

//哈希函数，将电话号码每一位求和
int GetHashKey(char ar[])
{
int len=strlen(ar);
int key=0;
for(int i=0;i<len;i++){
key+=ar[i]-'0';
}
return key%MAXSIZE;//必须取模，否则下标越界
}

//冲突处理，二次探测再散列
int HandleCollision(HashTable table,int key)
{
Czy=1; //从2,3,4,5,.......
while(1){
Czy++; //从2,3,4,5,.......
if(Czy%2==0) {
if(table->data[(key+(Czy/2)*(Czy/2))%MAXSIZE].Name[0]==0)
return (key+(Czy/2)*(Czy/2))%MAXSIZE;
}
else if(Czy%2!=0) {
if((key-(Czy/2)*(Czy/2))<0) continue;//由于是减法，要注意负数不能取模
if(table->data[(key-(Czy/2)*(Czy/2))%MAXSIZE].Name[0]==0)
return (key-(Czy/2)*(Czy/2))%MAXSIZE;
}
}
//return -1;
}

//构建哈希表
void CreateHashTable(HashTable &table,Record *record,int n)
{
int key;
for(int i=0;i<n;i++){
key=GetHashKey(record[i].Number);
if(table->data[key].Name[0]!=0)
key=HandleCollision(table,key);

strcpy(table->data[key].Number,record[i].Number);
strcpy(table->data[key].Name,record[i].Name);
strcpy(table->data[key].Address,record[i].Address);
}
}

//按照电话号码寻找
int SerchKey(HashTable table,char PhoneNumber[])
{
int key=GetHashKey(PhoneNumber);
if(strcmp(table->data[key].Number,PhoneNumber)){
for(Czy=1;Czy<MAXSIZE;Czy++){
if(Czy%2==0) {
if(!strcmp(PhoneNumber,table->data[(key+(Czy/2)*(Czy/2))%MAXSIZE].Number)){
key= (key+(Czy/2)*(Czy/2))%MAXSIZE;
break;
}
}
else if(Czy%2!=0) {
if((key-(Czy/2)*(Czy/2))<0) continue;//由于是减法，要注意负数不能取模
if(!strcmp(PhoneNumber,table->data[(key-(Czy/2)*(Czy/2))%MAXSIZE].Number)){
key= (key-(Czy/2)*(Czy/2))%MAXSIZE;
break;
}
}
}
}
//if(flag) cout<<"未找到！请重新输入！"<<endl;
cout<<table->data[key].Name<<" "<<table->data[key].Number<<" "<<table->data[key].Address<<endl;
}

//将哈希表存入文件中
void GoToFile(HashTable table)
{
FILE *fp=fopen("Output.txt","w");
for(int i=0;i<=MAXSIZE;i++)
if(table->data[i].Name[0]!=0)
fprintf(fp,"%s %s %s\n",table->data[i].Name,table->data[i].Number,table->data[i].Address);
//printf("%s %s %s\n",table->data[i].Name,table->data[i].Number,table->data[i].Address);
fclose(fp);
}

int main(){
//定义及初始化
Record record[50];
HashElem table;
HashTable numbertable;
numbertable = & table;
numbertable->data=(Record*)malloc(sizeof(record[0])*MAXSIZE);
memset(numbertable->data,0,sizeof(record[0])*MAXSIZE);
numbertable->size=MAXSIZE;
numbertable->cnt=0;
int k;
//输入数据 组数及 各个数据
//freopen("Data.txt","r",stdin);
cin>>k;
for(int i=0;i<k;i++)
cin>>record[i].Number>>record[i].Name>>record[i].Address;
//创建哈希表
CreateHashTable(numbertable,record,k);
//存入文件中
GoToFile(numbertable);
//输入并寻找PhoneNumber（必须存在表中）
char PhoneNumber[20];
cin>>PhoneNumber;
cout<<"给定电话号码为："<<endl<<PhoneNumber<<endl<<"搜索到的号码数据为："<<endl;
SerchKey(numbertable,PhoneNumber);
return 0;
}
/*
DATA
7
17718881666 chen hunan
12837192867 yuan hubei
18998239899 duan loudi
13689721388 qian hefei
19999999999 zhang beijing
12673678523 liu liuan
13876352729 luo fujian
*/

5.注：
1.哈希函数求出key时，必须取模MAXSIZE，否则key有可能使数组越界！

2.二次探测再散列的时候只定义一个变量Czy即可，既可以区分奇偶（用于区分正负），也可以算出移动大小（+x²，-x²）

3.只有正数能取模%，因此必须加特判if((key-(Czy/2)*(Czy/2))<0)