字串雜湊表
在處理電腦中檔名的儲存問題時,為了節約儲存空間,需要完成字串的去重操作,前提得實現字串的快速查詢,之前的做法是採用平衡二叉樹儲存,但是操作比較複雜,而且樹結點中指標及其他額外的變數佔用了較多的空間,在網上查了許多字串雜湊演算法,最後選了個最簡單效能較好的BKDR雜湊演算法,使用雜湊連結串列處理衝突,這種操作很簡單,效率也比之前的平衡二叉樹要高,但是這種方法失去了字串的順序性,雖然這種順序性目前沒有被利用,但是以後對字串進行壓縮時可能會利用這種順序。
目前的雜湊表長是固定的還在試驗,裝填因子維持在0.65左右,衝突鏈最長沒超過10。
// strHash.h
#pragma once
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct STR_NODE {
struct STR_NODE* next;
unsigned char nodeCite; /* 結點引用數超過255後設定此結點不能刪除 */
unsigned char strLength; /* 字串長度大於255時設定此長度變數不可用 */
unsigned char tag;
char str[1];
static const unsigned char TAG_CANNOTERASE = 0B00000001; /* 結點不可被刪除 */
static const unsigned char TAG_CANNOTUSELENGTH = 0B00000010; /* 長度變數不可用 */
static const unsigned char TAG_CONTAINNOANSI = 0B00000100; /* 含非ANSI字元 */
static const unsigned char TAG_CHECKED = 0B00001000; /* 此結點已被查詢過 */
static const unsigned char TAG_CHECKEDANDOK = 0B00010000; /* 此結點已被查詢過且符合要求 */
/* 應呼叫此函式獲取準確的字串長度 */
size_t _strLength() { return tag & TAG_CANNOTUSELENGTH ? strlen(str) : strLength; }
/* 新建結點 */
static STR_NODE* newNode(const char* str, size_t strLength, unsigned char tag)
{
PSTR_NODE newNode = (PSTR_NODE)malloc(sizeof(STR_NODE) + strLength);
if (!newNode) exit(1);
newNode->next = NULL;
newNode->nodeCite = 1;
newNode->strLength = strLength;
newNode->tag = tag;
memcpy(newNode->str, str, strLength);
newNode->str[strLength] = 0;
return newNode;
}
}STR_NODE, *PSTR_NODE;
/* 雜湊表頭結點 */
typedef struct {
PSTR_NODE first;
}STR_HASH_TABLE_HEAD_NODE;
class StrHashTable {
public:
StrHashTable(size_t size);
~StrHashTable();
PSTR_NODE insert(const char* str, size_t strLength, unsigned char tag);
void erase(const char* str);
private:
static const size_t DEFAULT_SIZE_BIG = 218357; /* 預設主檔名雜湊表長 */
static const size_t DEFAULT_SIZE_SMALL = 1627; /* 預設字尾名雜湊表長 */
size_t size;
STR_HASH_TABLE_HEAD_NODE* table;
size_t BKDRHash(const char* str);
PSTR_NODE deleteNode(PSTR_NODE& node); /* 返回刪除操作後待刪除結點前驅的新後繼 */
};
// strHash.cpp
#include "strHash.h"
#include <iostream>
StrHashTable::StrHashTable(size_t size)
{
this->size = size;
table = (STR_HASH_TABLE_HEAD_NODE*)malloc((size + 1) * sizeof(STR_HASH_TABLE_HEAD_NODE));
if (!table) exit(1);
for (size_t i = 0; i <= size; ++i) table[i].first = NULL;
}
StrHashTable::~StrHashTable()
{
if (table) {
for (size_t i = 0; i < size; ++i) {
PSTR_NODE p = table[i].first;
PSTR_NODE temp = NULL;
while (p) {
temp = p;
p = p->next;
free(temp);
temp = NULL;
}
}
free(table);
table = NULL;
}
}
PSTR_NODE StrHashTable::insert(const char* str, size_t strLength, unsigned char tag)
{
if (!str) return NULL;
size_t addr = BKDRHash(str) % size;
PSTR_NODE p = table[addr].first;
while (p) {
if (strcmp(str, p->str) == 0) break;
p = p->next;
}
if (p) {
if (p->tag & STR_NODE::TAG_CANNOTERASE);
else if (p->nodeCite == 255) p->tag |= STR_NODE::TAG_CANNOTERASE;
else p->nodeCite++;
}
else {
p = STR_NODE::newNode(str, strLength, tag);
p->next = table[addr].first;
table[addr].first = p;
}
return p;
}
void StrHashTable::erase(const char* str)
{
if (!str) return;
/* 找到結點 */
size_t addr = BKDRHash(str) % size;
PSTR_NODE p = table[addr].first;
while (p) {
if (strcmp(str, p->str) == 0) break;
p = p->next;
}
if (!p) return;
/* 是頭結點 */
if (table[addr].first == p) table[addr].first = deleteNode(p);
/* 是中間結點 */
else {
PSTR_NODE pre = table[addr].first;
while (pre->next != p) pre = pre->next;
pre->next = deleteNode(p);
}
}
size_t StrHashTable::BKDRHash(const char* str)
{
register size_t key = 0;
size_t c = 0;
while (c = (size_t)*str++) key = key * 131 + c;
return key;
}
PSTR_NODE StrHashTable::deleteNode(PSTR_NODE& node)
{
if (node->tag & STR_NODE::TAG_CANNOTERASE) return node; /* 不可刪除 */
node->nodeCite--;
if (node->nodeCite == 0) {
PSTR_NODE retNode = node->next;
free(node);
node = NULL;
return retNode;
}
return node;
}
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