feat: Add C codes for chapter_hashing (#706)
* feat: Add C codes for chapter_hashing * fix:Make corrections to the formatting * fix:Fixing Test Cases * fix:Fixing Test Cases * fix:revised format * Update hash_map_chaining.c --------- Co-authored-by: Yudong Jin <krahets@163.com>pull/727/head
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9339dbf9b3
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180d4982c9
@ -0,0 +1,242 @@
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* File: hash_map_chaining.c
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* Created Time: 2023-08-29
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* Author: SenMing (1206575349@qq.com)
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#include "../utils/common.h"
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/* 键值对 int->string */
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struct node {
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int key;
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char *val;
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struct node *next; // 下一个元素
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};
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typedef struct node Node;
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struct pair {
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Node *node; // 键值对节点
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};
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typedef struct pair Pair;
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/* 基于数组简易实现的链式地址哈希表 */
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struct hashMapChaining {
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int size; // 键值对数量
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int capacity; // 哈希表容量
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double loadThres; // 触发扩容的负载因子阈值
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int extendRatio; // 扩容倍数
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Pair *buckets; // 桶数组
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};
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typedef struct hashMapChaining HashMapChaining;
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// 函数声明
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void extend(HashMapChaining *hashmap);
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/* 初始化桶数组 */
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HashMapChaining *newHashMapChaining() {
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// 为哈希表分配空间
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int tableSize = 4;
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HashMapChaining *hashmap = (HashMapChaining *)malloc(sizeof(HashMapChaining));
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// 初始化数组
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hashmap->buckets = (Pair *)malloc(sizeof(Pair) * tableSize);
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memset(hashmap->buckets, 0, sizeof(Pair) * tableSize);
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hashmap->capacity = tableSize;
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hashmap->size = 0;
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hashmap->extendRatio = 2;
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hashmap->loadThres = 2.0 / 3;
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return hashmap;
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}
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/* 销毁哈希表 */
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void delHashMapChaining(HashMapChaining *hashmap) {
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for (int i = 0; i < hashmap->capacity; i++) {
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Pair *pair = &hashmap->buckets[i];
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Node *node = pair->node;
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while (node != NULL) {
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Node *temp = node;
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node = node->next;
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free(temp->val);
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free(temp);
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}
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}
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free(hashmap->buckets);
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free(hashmap);
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}
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/* 哈希函数 */
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int hashFunc(HashMapChaining *hashmap, const int key) {
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return key % hashmap->capacity;
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}
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/* 负载因子 */
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double loadFactor(HashMapChaining *hashmap) {
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return (double)hashmap->size / (double)hashmap->capacity;
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}
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/* 查询操作 */
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const char *get(HashMapChaining *hashmap, const int key) {
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int index = hashFunc(hashmap, key);
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Pair *pair = &hashmap->buckets[index];
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Node *node = pair->node;
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while (node != NULL) {
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if (node->key == key) {
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return node->val;
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}
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}
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return NULL;
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}
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/* 添加操作 */
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void put(HashMapChaining *hashmap, const int key, char *val) {
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if (loadFactor(hashmap) > hashmap->loadThres) {
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extend(hashmap);
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}
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int index = hashFunc(hashmap, key);
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// 先为新节点分配空间再赋值
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Node *newNode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
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memset(newNode, 0, sizeof(Node));
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newNode->key = key;
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newNode->val = (char *)malloc(strlen(val) + 1);
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strcpy(newNode->val, val);
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newNode->val[strlen(val)] = '\0';
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Pair *pair = &hashmap->buckets[index];
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Node *node = pair->node;
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if (node == NULL) {
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hashmap->buckets[index].node = newNode;
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hashmap->size++;
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return;
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}
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while (node != NULL) {
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if (node->key == key) {
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// 释放先前分配的内存
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free(node->val);
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// 更新节点的值
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node->val = (char *)malloc(strlen(val) + 1);
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strcpy(node->val, val);
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node->val[strlen(val)] = '\0';
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return;
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}
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if (node->next == NULL) {
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break;
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}
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node = node->next;
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}
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node->next = newNode;
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hashmap->size++;
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}
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/* 删除操作 */
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void removeItem(HashMapChaining *hashmap, int key) {
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int index = hashFunc(hashmap, key);
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Pair *pair = &hashmap->buckets[index];
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Node *node = pair->node;
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// 保存后继的节点
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Node *prev = NULL;
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while (node != NULL) {
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if (node->key == key) {
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// 如果要删除的节点是桶的第一个节点
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if (prev == NULL) {
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pair->node = node->next;
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} else {
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prev->next = node->next;
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}
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// 释放内存
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free(node->val);
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free(node);
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hashmap->size--;
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return;
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}
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prev = node;
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node = node->next;
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}
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return;
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}
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/* 扩容哈希表 */
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void extend(HashMapChaining *hashmap) {
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// 暂存原哈希表
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Pair *oldBuckets = hashmap->buckets;
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int oldCapacity = hashmap->capacity;
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// 创建新的哈希表,重新分配一段空间
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hashmap->capacity *= hashmap->extendRatio;
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hashmap->buckets = (Pair *)malloc(sizeof(Pair) * hashmap->capacity);
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memset(hashmap->buckets, 0, sizeof(Pair) * hashmap->capacity);
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hashmap->size = 0;
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// 将原哈希表中的键值对重新哈希到新的哈希表中
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for (int i = 0; i < oldCapacity; i++) {
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Node *node = oldBuckets[i].node;
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while (node != NULL) {
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put(hashmap, node->key, node->val);
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node = node->next;
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}
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}
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// 释放原哈希表的内存
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for (int i = 0; i < oldCapacity; i++) {
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Node *node = oldBuckets[i].node;
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while (node != NULL) {
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Node *temp = node;
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node = node->next;
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free(temp->val);
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free(temp);
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}
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}
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free(oldBuckets);
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}
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/* 打印哈希表 */
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void print(HashMapChaining *hashmap) {
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for (int i = 0; i < hashmap->capacity; i++) {
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printf("[");
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Pair *pair = &hashmap->buckets[i];
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Node *node = pair->node;
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while (node != NULL) {
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if (node->val != NULL) {
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printf("%d->%s, ", node->key, node->val);
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}
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node = node->next;
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}
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printf("]\n");
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}
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return;
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}
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/* Driver Code */
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int main() {
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/* 初始化哈希表 */
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HashMapChaining *map = newHashMapChaining();
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/* 添加操作 */
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// 在哈希表中添加键值对 (key, value)
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put(map, 12836, "小哈");
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put(map, 15937, "小啰");
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put(map, 16750, "小算");
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put(map, 13276, "小法");
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put(map, 10583, "小鸭");
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printf("\n添加完成后,哈希表为\nKey -> Value\n");
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print(map);
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/* 查询操作 */
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// 向哈希表输入键 key ,得到值 value
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const char *name = get(map, 13276);
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printf("\n输入学号 13276 ,查询到姓名 %s\n", name);
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/* 删除操作 */
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// 在哈希表中删除键值对 (key, value)
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removeItem(map, 12836);
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printf("\n删除 12836 后,哈希表为\nKey -> Value\n");
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print(map);
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delHashMapChaining(map);
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return 0;
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}
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