C語言的HashTable簡單實現

HashTable是在實際應用中很重要的一個結構，下面討論一個簡單的實現，雖然簡單，但是該有的部分都還是有的。

一，訪問接口

創建一個hashtable.

hashtable hashtable_new(int size) // size表示包含的接點個數。

存入key-value至hashtable中。

void hashtable_put(hashtable h,const char* key,void *val);

根據key從hashtable中取出value值。

void * hashtable_get(hashtable h,const char *key);

釋放hashtable。

void hashtable_free(hashtable h);

釋放單個hash 接點

void hashtable_delete_node(hashtable h, const char *key);

二，數據結構

hash接點的結構：

1. typedef struct hashnode_struct{
2. struct hashnode_struct *next;
3. const char *key;
4. void *val;
5. }*hashnode,_hashnode;

typedef struct hashnode_struct{
      struct hashnode_struct *next;
      const char *key;
      void *val;
}*hashnode,_hashnode;

這個結構還是很容易理解的，除了必須的key-value之外，包含一個用於沖突的鏈表結構。

hashtable的數據結構：

1. typedef struct hashtable_struct{
2. pool_t p;
3. int size;
4. int count;
5. struct hashnode_struct *z;
6. }*hashtable,_hashtable;

對這個結構說明如下：

pool_t：內存池結構管理hashtable使用的內存。結構參考"C語言內存池使用模型" http://www.linuxidc.com/Linux/2012-09/71368.htm

size：當前hash的接點空間大小。

count：用於表示當前接點空間中可用的hash接點個數。

z：用於在接點空間中存儲接點。

三，創建hashtable

代碼如下：

1. hashtable hashtable_new(int size)
2. {
3. hashtable ht;
4. pool_t p;
6. p = _pool_new_heap(sizeof(_hashnode)*size + sizeof(_hashtable));
7. ht= pool_malloc(p, sizeof(_hashtable));
8. ht->size = size;
9. ht->p = p;
10. ht->z = pool_malloc(p, sizeof(_hashnode)*prime);
11. return ht;
12. }

這個函數比較簡單，先定義並初始化一個內存池，大小根據size而定，所以在實際使用時，我們的size應該要分配的相對大點，比較好。

四，存入key-value值

在這個操作之前，先要定義一個根據KEY值計算hashcode的函數。

1. static int hashcode(const char *s, int len)
2. {
3. const unsigned char *name = (const unsigned char *)s;
4. unsigned long h = 0, g;
5. int i;
7. for(i=0;i<len;i++)
8. {
9. h = (h << 4) + (unsigned long)(name[i]); //hash左移4位，當前字符ASCII存入hash
10. if ((g = (h & 0xF0000000UL))!=0)
11. h ^= (g >> 24);
12. h &= ~g; //清空28-31位。
13. }
15. return (int)h;
16. }

這個函數采用精典的ELF hash函數。

代碼如下：

1. void hashtable_put(hashtable h, const char *key, void *val)
2. {
3. if(h == NULL || key == NULL)
4. return;
6. int len = strlen(key);
7. int index = hashcode(key,len);
8. hashtable node;
9. h->dirty++;
11. if((node = hashtable_node_get(h, key,len, index)) != NULL) //如果已經存在，就替換成現在的值，因為現在的比較新。
12. {
13. n->key = key;
14. n->val = val;
15. return;
16. }
18. node = hashnode_node_new(h, index); // 新建一個HASH NODE接點。
19. node->key = key;
20. node->val = val;
21. }

hashtable_node_get用於查找該KEY是否在HASH中已經存在，實現很簡單，如下：

1. static hashnode hashtable_node_get(hashtable h, const char *key, int len, int index)
2. {
3. hashnode node;
4. int i = index % h->size;
5. for(node = &h->z[i]; node != NULL; node = node->next) // 在index值 [HASH值] 所對應的HASH桶上遍歷尋找
6. if(node->key != NULL && (strlen(node->key)==len) && (strncmp(key, node->key, len) == 0))
7. return node;
8. return NULL;
9. }