如何在C中迭代哈希表

时间:2013-03-09 17:57:17

标签: c hashtable

编辑:我添加了所有文件(.c,.h和Makefile)。该程序有效,但有很多内存泄漏。

http://dl.dropbox.com/u/21926200/Ngrams.tar.gz

如何遍历哈希表来调用free()?我想知道我是否需要创建一个单独的函数来调用htable和结果上的free(),或者我可以在这段代码中完成它。有任何想法吗?我只需要在htable和结果上调用free()。​​

h_ptr *htable;
int tsize;

void new_table(int size)
{
    tsize = size;
    htable = (h_ptr *) calloc(size, sizeof(h_ptr));
    if (!htable) {
    fprintf(stderr, "Couldn't allocate hash array, exiting\n");
    exit(1);
    }

    // At the beginning, each element in the hash table
    // is a NULL pointer
    for(int i=0; i<size; i++)
      {
    htable[i]=NULL;
      }
}

// Allocate new element to store in hash table
h_ptr new_element(char *s)
{
    h_ptr result = (h_ptr) malloc(sizeof(h_rec));
    int wlen = strlen(s);
    if (wlen > llen) {
    lstring = s;
    llen = wlen;
    lcnt = 1;
    } else if (wlen == llen)
    lcnt++;
    if (!result) {
    fprintf(stderr, "Couldn't allocate hash element, exiting\n");
    exit(1);
    }

    result->word = s;
    result->freq = 1;
    result->next = NULL; 
    return result;
}

由于

2 个答案:

答案 0 :(得分:3)

在整个计划之前&#39;提供了

鉴于new_element()函数中的信息:

result->word = s;
result->freq = 1;
result->next = NULL; 

我们必须推断(因为你没有包含实际信息)你的哈希表是一个数组,其中元素是链接的单独分配元素的列表包含分配的名称,频率和指向下一个的指针项目。因此,释放哈希表涉及依次访问数组的每个元素,追查链表,释放名称和元素。

void free_hashtable(void)
{
    if (htable != 0)
    {
        for (int i = 0; i < tsize; i++)
        {
            h_ptr next = 0;
            for (h_ptr curr = htable[i]; curr != 0; curr = next)
            {
                next = curr->next;
                free(curr->word);
                free(curr);
            }
        }
        free(htable);
        htable = 0;
        tsize = 0;
    }
}

整个节目之后&#39;提供了

我们仍然没有数据结构,因此我们仍然无法确切地说出正在发生的事情。因此,我们可以将其添加到代码的顶部:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef struct hash_table_entry
{
    int freq;
    struct hash_table_entry *next;
    char *word;
} *h_ptr;

但是,我们添加的一个问题是:

 h_ptr result = (h_ptr) malloc(sizeof(h_rec));

编译器说:

error: 'h_rec' undeclared (first use in this function)

识别该行。现在,可能是你有一些类型如:

typedef struct hash_table_entry h_rec;

但我们不应该猜测。请创建一个SSCCE(Short, Self-Contained, Correct Example),这样我们就不用猜了。

我使用以下代码编译代码:

gcc -O3 -g -std=c99 -Wall -Wextra -Wmissing-prototypes -Wstrict-prototypes -Wold-style-definition ht.c -o ht 

编译器警告我:

ht.c:27:6: warning: no previous prototype for ‘lowercase’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:41:6: warning: no previous prototype for ‘new_table’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:59:7: warning: no previous prototype for ‘new_element’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:82:10: warning: no previous prototype for ‘hash_function’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:103:7: warning: no previous prototype for ‘save_string’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:116:7: warning: no previous prototype for ‘find_element’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:142:7: warning: no previous prototype for ‘sort_words’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:176:6: warning: no previous prototype for ‘insert_string’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:191:6: warning: no previous prototype for ‘init_token’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:201:7: warning: no previous prototype for ‘get_word’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:224:7: warning: no previous prototype for ‘get_token’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c:276:6: warning: no previous prototype for ‘word_freq’ [-Wmissing-prototypes]
ht.c: In function ‘main’:
ht.c:322:5: warning: implicit declaration of function ‘add_string_option’ [-Wimplicit-function-declaration]
ht.c:323:5: warning: implicit declaration of function ‘add_int_option’ [-Wimplicit-function-declaration]
ht.c:328:5: warning: implicit declaration of function ‘parse_options’ [-Wimplicit-function-declaration]
ht.c:329:5: warning: implicit declaration of function ‘show_options’ [-Wimplicit-function-declaration]

对于最后四个名称,链接器无法找到它们。我们需要的代码不能使用不可用的代码。将代码减少为SSCCE(注意自包含!)。

我已经删除了对这些功能的调用并相应地简化了main。当在自己的源(./ht < ht.c)上运行时,它会产生:

N-gram size 1
Running analysis... (This can take several minutes or more!)
 Initializing hash table...
 Inserting all n-grams into hash table in lowercase form...
 Sorting all hash table elements according to frequency...

Analysis Details:
(Top 10 list of n-grams)
82  '='
30  'int'
27  '0'
23  'if'
23  'char'
22  's'
16  '1'
16  'i'
14  'ls'
14  'h_ptr'

Analysis Summary:
817 total n-grams
211 unique n-grams
94 singleton n-grams (occur only once)
Most common n-gram (with 82 occurrences) is '='
Longest n-gram (1 have length 16) is 'hash_table_entry'
Total time = 0.002225 seconds

看起来不错......但是在valgrind下运行优化版本并显示另一个故事......但我已经得出结论,问题出现在strlen()的优化实现中我使用的GCC的特定版本(因为,部分地,在相同的代码上使用不同版本的GCC会导致错误消失,并且因为错误发生在strlen()的调用中没有业务在5字节的分配中从偏移4开始读取4个字节。)

我添加了一个函数print_hashtable()。我认为,对于几乎任何非平凡的结构,值得拥有一个&#39; print&#39;或者&#39; dump&#39;功能可以这样。

static void print_hashtable(FILE *fp, const char *tag)
{
    fprintf(fp, "Print hash table: %s\n", tag);
    fprintf(fp, "Size = %d; Address: %p\n", tsize, htable);
    if (htable != 0)
    {
        for (int i = 0; i < tsize; i++)
        {
            printf("Entry %d (%p)\n", i, htable[i]);
            h_ptr next = 0;
            for (h_ptr curr = htable[i]; curr != 0; curr = next)
            {
                next = curr->next;
                printf("Word: %s (freq %d; next %p)\n", curr->word, curr->freq, next);
            }
        }
    }
}

我在sort_words()之前插入了对此的调用。这表明尽管哈希算法效果不是很好,但数据结构仍然完好无损。

我还在print_hashtable()之后插入了对sort_words()的调用,这表明散列表被排序过程全面破坏了。排序阶段将哈希表作为哈希表消除;唯一要做的就是整个表格(free(htable))。释放所有表条目必须在函数word_freq()

的底部完成
static void free_hashlist(h_ptr head)
{
    while (head != 0)
    {
        h_ptr next = head->next;
        printf("Free: %d (%s) %p -> %p\n", head->freq, head->word, (void *)head, (void *)next);
        free(head->word);
        free(head);
        head = next;
    }
}

static void word_freq(FILE *src, int details, int size)
{
    char *s;
    h_ptr list_head, ptr;

    printf(" Initializing hash table...\n");
    init_token(src);
    new_table(size);

    printf(" Inserting all n-grams into hash table in lowercase form...\n");
    while ((s = get_word()))
        insert_string(s);

    print_hashtable(stdout, "After reading data");

    printf(" Sorting all hash table elements according to frequency...\n");
    list_head = sort_words();

    if (details > 0)
    {
        printf("\nAnalysis Details:\n(Top %i list of n-grams)\n", details);
        ptr = list_head;
        while (ptr && details--)
        {
            printf("%d\t'%s'\n", ptr->freq, ptr->word);
            ptr = ptr->next;
        }
    }

    printf("\nAnalysis Summary:\n");
    printf("%d total n-grams\n", wcnt);
    printf("%d unique n-grams\n", ucnt);
    printf("%d singleton n-grams (occur only once)\n", scnt);
    printf("Most common n-gram (with %d occurrences) is '%s'\nLongest n-gram (%d have length %d) is '%s'\n",
            mcnt, mstring, lcnt, llen, lstring);

    free_hashlist(list_head);
}

并且必须简化free_hashtable()代码:

static void free_hashtable(void)
{
    if (htable != 0)
    {
        free(htable);
        htable = 0;
        lcnt = 0;
        lstring = 0;
        mcnt = 0;
        mstring = 0;
        scnt = 0;
        tsize = 0;
        wcnt = 0;
        ucnt = 0;
    }
}

int main(void)
{
    printf("\nRunning analysis... (This can take several minutes or more!)\n");
    word_freq(stdin, 10, 1024);
    printf("Total time = %f seconds\n", (double) clock() / CLOCKS_PER_SEC);
    free_hashtable();
    return 0;
}

在这个程序中,重置指针并计数为零/零并不重要。此外,lstringmstring指针由free_hashlist()无效,因此可以说这些指针应该在该函数中被置零/归零。

这对我来说是无泄漏的,并且最后只有系统分配的内存仍然在使用。

答案 1 :(得分:0)

首先,在分配htable[i]htable之后,您不需要清除每个人calloc(因为calloc会为您提供已清除的内存区域或失败)。我建议calloc使用new_element result

然后,您可能希望有一些功能来删除htable。像

这样的东西
void delete_htable(void) {      
  if (!htable) return;
  for (int i=0; i<tsize; i++)
    free (htable[i]);
  free (htable);
  htable = NULL;
}

请记住,您可以free NULL指针(不会发生任何有害的事情)。

您可能希望在delete_htable之前致电exit(只是为了避免内存泄漏,并让valgrind满意)。

最后,您可以考虑在现有库中使用现有的散列函数。考虑例如Glib(在GTk中,但您可以在任何GTK应用程序之外使用 Glib )。它已经为您提供hash-tables(并且考虑到这些经常使用,您可能对它们充满信心)。不要忘记GTK(因此是Glib)是free software library下的LGPL2.1 license,因此您可以下载source code,进行研究和改进。您想查看glib/ghash.h标题和glib/ghash.c代码源文件(以及其他一些代码)。