发生冲突后在哈希表中实现链接时出现分段错误

Question

我正在尝试实现链接（哈希表中的冲突解决技术）。我的程序适用于大多数测试用例。

这是我的程序（它很大，但我知道哪里出错了。所以如果你愿意，可以跳过这部分。）：

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

struct LinkedListNode
{
    int data;
    struct LinkedListNode *next;
};

struct LinkedListNode* getNewNode()
{
    // I don't need to cast the malloc in c
    return malloc(sizeof(struct LinkedListNode));
}

struct LinkedListNode* insertAtBeginning(struct LinkedListNode** hashTable, int index, int data)
{
    struct LinkedListNode* newNode = getNewNode(); // the new node
    newNode->data = data;
    newNode->next = NULL; // for now I can put the next to be null

    // check if the block is containing null or not
    if (hashTable[index] == NULL)
    {
        // now just insert the new element at beginning
        hashTable[index] = newNode;
        return hashTable[index]; // returning the new address of the block
    }

    // if collisions occur
    struct LinkedListNode* blockListAddress = hashTable[index]; // the address pointing to first node of linked list
    newNode->next = blockListAddress; // storing the address of block in the next of the new linkedlist
    hashTable[index] = newNode; // changing the block address to the address of new node (as we have to insert in beginning)
    return hashTable[index];
}

struct LinkedListNode* searchMe(struct LinkedListNode** hashTable, int index, int key)
{
    struct LinkedListNode* res = NULL;
    struct LinkedListNode* temp = hashTable[index];

    if (temp == NULL)
        return NULL;

    // if we just have one element in the block then the while loop below won't get executed
    // because here condition is temp->next which will be null, thus here I have written if condition
    if (hashTable[index] != NULL && hashTable[index]->data == key)
    {
        return hashTable[index];
    }

    // if not null then traverse through linked list
    while (temp != NULL)
    {
        printf("\nTEMP = %d", temp);
        if (key == temp->data)
            res = temp;
        printf("\ntemp->data=%d\n", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    return res;
}

int hashFunction(int num)
{
    return num%10;
}

int main()
{
    int n;
    printf("\nEnter elements to be stored\n");
    scanf("%d", &n);

    // declaring the hashTable of size n (i.e. size of input elements), its gonna have pointers to LinkedListNode
    struct LinkedListNode** hashTable = malloc(n*sizeof(struct LinkedListNode*)); // I have given memory to the table, now I even need to give memory to the elements in the table
    int i;
    for (i = 0; i < n; ++i)
    {
        hashTable[i] = NULL;
    }

    int d;
    printf("\nEnter the elements in array\n");
    for (i = 0; i < n; ++i)
    {
        scanf("%d", &d);
        int hashedValue = hashFunction(d);
        hashTable[hashedValue] = insertAtBeginning(hashTable, hashedValue, d);
    }

    int key;
    printf("\nEnter the element you want to search for\n");
    scanf("%d", &key);
    int ind = hashFunction(key);
    struct LinkedListNode* res = searchMe(hashTable, ind, key);

    if (res == NULL)
    {
        printf("\nNot found\n");
    }
    else
    {
        printf("\n%d is found\n", res->data);
    }
}


// time complexity in worst case for searching = O(n),
// average case t.c = O(1+alpha), where alpha = n/m
// n <- number of elements in hashtable
// m <- size of hashtable
// so alpha is 1 in this case
// thus average t.c = theta(1)

程序为此测试用例提供SIGSEGV：

输入要存储的元素

5

输入数组中的元素

21 32 565 784 445

输入要搜索的元素

565

温度 = 35383520

temp->data=445

温度 = 35383456

temp->数据=565

分段错误（核心转储）

调试后发现它在第 56 行抛出 seg fault，即：

if (key == temp->data)

这一行是写在这段代码sn-p中的：

while (temp != NULL)
{
    printf("\nTEMP = %d", temp);
    if (key == temp->data)
        res = temp;
    printf("\ntemp->data=%d\n", temp->data);
    temp = temp->next;
}

正如您在上面的失败测试中看到的那样，while 循环执行了 3 次（它应该只执行两次，因为 temp 应该第三次指向 null）。在第三次执行时，它在if (key == temp->data) 行抛出段错误。

表示 temp 不是NULL，甚至没有data 字段。所以插入时可能会出现问题（即在插入newNode的下一个字段时可能不会NULL，但我正在妥善处理那件事。）如果插入时出现问题，那么我的代码应该其他测试用例也失败。但是对于上面指定的测试用例，代码只是失败了。

例如，代码通过了这个测试用例：

[aupadhyay@localhost c]$ ./a.out

输入要存储的元素

7

输入数组中的元素

21 32 565 784 445 655 84

输入要搜索的元素

565

温度 = 8063248

temp->data=655

温度 = 8063216

temp->data=445

温度 = 8063152

temp->数据=565

找到 565 个

我只是想不通，为什么它没有通过提到的测试用例。

Answer 1

您的代码在许多地方的问题在于，您无法确保在索引到 hashTable 时保持在最初分配的范围内。

在您的示例中，数字 565 将生成 5 的 hashedValue。您只在 hashTable 中分配了 5 个元素，但它涵盖了 0 到 4 的范围。插入hashTable[5] 会进入未定义行为领域，您的代码会崩溃。输入 7 个数字时不会遇到同样的问题，因为所有 7 个数字都会生成介于 0 到 6 之间的hashedValues。

由于您的 hashFunction 只会返回 0 到 9 之间的数字，您可以声明一个新变量来跟踪 hashTable 的大小并在输入数字时扩展它，或者预先分配它以获得最大大小。

struct LinkedListNode** hashTable = malloc(10*sizeof(struct LinkedListNode*)); // I
int i;
for (i = 0; i < 10; ++i)
{
    hashTable[i] = NULL;
}

从长远来看，另一个选项会更有意义，因为如果您更改 hashFunction，它会适应。

Answer 2

你的问题在这里：你没有正确初始化哈希表。你写道：

int i;
for (i = 0; i < n; ++i)
{
    hashTable[i] = NULL;
}

由于你的哈希表有 10 个桶，它应该是 i

当 n == 5 时，hashTable[5] 没有初始化，有垃圾。当 545 被散列时，它会将垃圾作为下一个指针，而不是 NULL。