c语言HASH函数

哈希函数（Hash Function）是计算机科学中的一种函数，它将任意长度的消息压缩到一个固定长度（通常远小于消息长度）的消息摘要，也就是哈希值。哈希函数常被用于数据加密、数据完整性校验等领域。在C语言中，哈希函数的实现至关重要，因此我们需要探讨一下在C语言中哈希函数的实现方法。

1. 哈希函数概述

哈希函数的主要作用是将任意大小的数据映射为固定大小的数据。哈希函数的输出值通常称为哈希值、哈希码或者简单的哈希。对于同一输入，哈希函数的输出应该是固定的，不随时间和环境的改变而改变。

在C语言中，哈希函数通常包括两个主要的步骤：哈希码的生成和哈希表的处理。

2. 哈希码的生成

哈希码的生成是哈希函数的第一步，它是将任意大小的输入映射为固定长度的哈希值的过程。哈希码的生成通常有以下几种方法：

（1）除法取余法

除法取余法（Modulo Hashing）是哈希码生成中最常用的方式之一。这种方式的原理是：将输入数据除以某个常数得到的余数作为哈希值。在C语言中，代码示例如下：

unsigned int hash(unsigned int key, int table_size)

{

return key % table_size;

}

（2）乘法哈希法

乘法哈希法（Multiplicative Hashing）是哈希码生成中另一种常用的方式。这种方式的原理是：将输入数据乘以某个常数，并将结果的小数部分截取，并乘以哈希表的大小。在C语言中，代码示例如下：

unsigned int hash(unsigned int key, int table_size)

{

double A = 0.6180339887; // 黄金分割常数

double temp = key * A;

temp = temp - (unsigned int)temp;

return (int)(table_size * temp);

}

（3）平方取中法

平方取中法（Mid-Square Hashing）是哈希码生成中比较少用的一种方式。这种方式的原理是：将输入数据平方，取中间的一部分作为哈希值。在C语言中，代码示例如下：

unsigned int hash(unsigned int key, int table_size)

{

unsigned int temp = key * key;

temp = (temp >> 16) & 0xFF;

return temp % table_size;

}

3. 哈希表的处理

哈希表是哈希函数的第二步，它是存储哈希值的容器。哈希表的处理通常包括以下四个步骤：

（1）初始化哈希表

初始化哈希表通常需要将哈希表中所有位置都赋初值为某个值，这样可以保证哈希表为空。

（2）向哈希表中添加元素

向哈希表中添加元素需要对哈希值进行处理，以确定添加元素的合适位置。如果哈希值对应的位置已经有元素，则需要进行冲突处理，以避免元素覆盖。

（3）从哈希表中查找元素

从哈希表中查找元素需要对元素的哈希值进行处理，以确定元素的位置。如果元素在该位置不存在，则说明元素不存在于哈希表中。

（4）从哈希表中删除元素

从哈希表中删除元素需要对元素的哈希值进行处理，以确定元素的位置。如果元素在该位置不存在，则说明元素不存在于哈希表中，否则需要进行删除操作。

4. 总结

哈希函数在计算机科学中扮演着非常重要的角色，可以帮助我们实现许多功能。C语言中哈希函数的实现具体分为两步：哈希码的生成和哈希表的处理。在哈希码的生成中，除法取余法和乘法哈希法是最常用的方式，平方取中法比较少用。在哈希表的处理中，我们需要初始化哈希表，并实现添加、查找、删除元素等功能。