PL/I 语言中的哈希表原理与实现
哈希表（Hash Table）是一种基于哈希函数的数据结构，它能够以接近常数的时间复杂度进行插入、删除和查找操作。在PL/I语言中，虽然它不是原生支持的数据结构，但我们可以通过编写代码来实现哈希表的功能。本文将围绕PL/I语言中的哈希表原理与实现展开讨论，包括哈希函数的选择、哈希表的构建、插入、删除和查找操作。
哈希表原理
哈希表的基本原理是将键（Key）通过哈希函数转换成一个哈希值（Hash Value），然后根据这个哈希值来确定键在表中的存储位置。一个好的哈希函数应该能够将不同的键均匀地分布到哈希表的各个位置上，以减少冲突（Collision）的发生。
哈希函数
哈希函数的选择对哈希表的性能有很大影响。以下是一个简单的哈希函数示例：
pl/i
FUNCTION hash(key: CHAR(10)) RETURNS INTEGER;
BEGIN
DECLARE hash_value INTEGER;
hash_value := 0;
FOR i: = 1 TO LENGTH(key) DO
hash_value := hash_value + ORD(key(i)) i;
END;
RETURN hash_value MOD TABLE_SIZE;
END hash;
这个哈希函数通过将键的每个字符的ASCII值与其位置相乘后累加，然后取模得到哈希值。
冲突解决
当两个不同的键通过哈希函数得到相同的哈希值时，会发生冲突。常见的冲突解决方法有：
- 链地址法（Separate Chaining）：每个哈希槽指向一个链表，冲突的元素存储在同一个链表中。
- 开放寻址法（Open Addressing）：当发生冲突时，继续查找下一个位置，直到找到一个空槽。
PL/I 语言中的哈希表实现
以下是一个使用链地址法解决冲突的PL/I语言哈希表实现：
pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. HashTable.
ENVIRONMENT DIVISION.
DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 TABLE-SIZE PIC 9(4) VALUE 100.
01 HASH-TABLE PIC 9(4) OCCURS TABLE-SIZE TIMES.
05 TABLE-ENTRY PIC X(10).
01 HASH-KEY PIC X(10).
01 HASH-VALUE PIC 9(4).
01 INDEX PIC 9(4).
PROCEDURE DIVISION.
PERFORM INITIALIZE-TABLE.
PERFORM INSERT-KEY "ABC".
PERFORM INSERT-KEY "DEF".
PERFORM FIND-KEY "ABC".
PERFORM FIND-KEY "XYZ".
PERFORM DELETE-KEY "ABC".
PERFORM FIND-KEY "ABC".
STOP RUN.
INITIALIZE-TABLE.
PERFORM VARYING INDEX FROM 1 BY 1 UNTIL INDEX > TABLE-SIZE
SET TABLE-ENTRY(INDEX) TO SPACES
END-PERFORM.
INSERT-KEY.
ACCEPT HASH-KEY.
SET HASH-VALUE TO FUNCTION HASH(HASH-KEY).
IF TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) = SPACES
SET TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) TO HASH-KEY
ELSE
PERFORM INSERT-KEY-RECURSIVELY USING HASH-VALUE HASH-KEY
END-IF.
INSERT-KEY-RECURSIVELY.
IF TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) = SPACES
SET TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) TO HASH-KEY
ELSE
SET HASH-VALUE TO HASH-VALUE + 1
IF HASH-VALUE > TABLE-SIZE
SET HASH-VALUE TO 1
END-IF
PERFORM INSERT-KEY-RECURSIVELY USING HASH-VALUE HASH-KEY
END-IF.
FIND-KEY.
ACCEPT HASH-KEY.
SET HASH-VALUE TO FUNCTION HASH(HASH-KEY).
IF TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) = HASH-KEY
DISPLAY "Key found: " HASH-KEY
ELSE
PERFORM FIND-KEY-RECURSIVELY USING HASH-VALUE HASH-KEY
END-IF.
FIND-KEY-RECURSIVELY.
IF TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) = HASH-KEY
DISPLAY "Key found: " HASH-KEY
ELSE
SET HASH-VALUE TO HASH-VALUE + 1
IF HASH-VALUE > TABLE-SIZE
SET HASH-VALUE TO 1
END-IF
PERFORM FIND-KEY-RECURSIVELY USING HASH-VALUE HASH-KEY
END-IF.
DELETE-KEY.
ACCEPT HASH-KEY.
SET HASH-VALUE TO FUNCTION HASH(HASH-KEY).
IF TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) = HASH-KEY
SET TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) TO SPACES
ELSE
PERFORM DELETE-KEY-RECURSIVELY USING HASH-VALUE HASH-KEY
END-IF.
DELETE-KEY-RECURSIVELY.
IF TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) = HASH-KEY
SET TABLE-ENTRY(HASH-VALUE) TO SPACES
ELSE
SET HASH-VALUE TO HASH-VALUE + 1
IF HASH-VALUE > TABLE-SIZE
SET HASH-VALUE TO 1
END-IF
PERFORM DELETE-KEY-RECURSIVELY USING HASH-VALUE HASH-KEY
END-IF.
这段代码定义了一个简单的哈希表，包括初始化、插入、查找和删除操作。我们使用了链地址法来解决冲突，并在插入和查找时递归地处理冲突。
总结
本文介绍了PL/I语言中哈希表的原理与实现。通过编写代码，我们能够理解哈希表的工作机制，并能够根据实际需求调整哈希函数和冲突解决策略。哈希表是一种高效的数据结构，在许多应用场景中都有广泛的应用。
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