一 哈希表
在一般的数据结构如线性表和树中,记录在结构中的相对位置是与记录的关键字之间不存在确定的关系,在结构中查找记录时需进行一系列的关键字比较。这一类查找方法建立在“比较”的基础上,查找的效率与比较次数密切相关。理想的情况是能直接找到需要的记录,因此必须在记录的存储位置和它的关键字之间建立确定的对应关系,使每个关键字和结构中一个唯一的存储位置相对应。在查找时,只需根据这个对应关系找到给定值。这种对应关系既是哈希函数,按这个思想建立的表为哈希表。
哈希表存在冲突现象:不同的关键字可能得到同一哈希地址。在建造哈希表时不仅要设定一个好的哈希函数,而且要设定一种处理冲突的方法。
二 哈希表数据结构
openssl函数使用哈希表来加快查询操作,并能存放任意形式的数据,比如配置文件的读取、内存分配中被分配内存的信息等。其源码在crypto/lhash目录下。
openssl中的哈希表数据结构在lhash.h中定义。
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typedef struct lhash_node_st { void *data; struct lhash_node_st *next; #ifndef OPENSSL_NO_HASH_COMP unsigned long hash; #endif }LHASH_NODE;
本结构是一个单链表。
data:用于存放数据地址。
next:为下一个数据地址。
hash:为数据哈希计算值。
typedefstruct lhash_st { LHASH_NODE **b; LHASH_COMP_FN_TYPE comp; LHASH_HASH_FN_TYPE hash; unsigned int num_nodes; unsigned int num_alloc_nodes; unsigned int p; unsigned int pmax; unsigned long up_load;/* load times 256 */ unsigned long down_load;/* load times 256 */ unsigned long num_items; unsigned long num_expands; unsigned long num_expand_reallocs; unsigned long num_contracts; unsigned long num_contract_reallocs; unsigned long num_hash_calls; unsigned long num_comp_calls; unsigned long num_insert; unsigned long num_replace; unsigned long num_delete; unsigned long num_no_delete; unsigned long num_retrieve; unsigned long num_retrieve_miss; unsigned long num_hash_comps; int error; }LHASH;
b指针数组用于存放所有的数据,数组中的每一个值为数据链表的头指针。
comp用于存放数据比较函数地址。
hash用于存放计算哈希值函数的地址。
num_nodes为链表个数。
num_alloc_nodes为b分配空间的大小。
三 哈希函数说明
1、LHASH *lh_new(LHASH_HASH_FN_TYPE h, LHASH_COMP_FN_TYPE c)
功能:生成哈希表
源文件:lhash.c
说明:输入参数h为哈希函数,c为比较函数。这两个函数都是回调函数。因为哈希表用于存放任意的数据结构,哈希表存放、查询、删除等操作都需要比较数据和进行哈希运算,而哈希表不知道用户数据如何进行比较,也不知道用户数据结构中需要对哪些关键项进行散列运算。所以,用户必须提供这两个回调函数。
2、void *lh_delete(LHASH *lh, const void *data)
源文件:lhash.c
功能:删除散列表中的一个数据
说明:data为数据结构指针。
3、void lh_doall(LHASH *lh, LHASH_DOALL_FN_TYPE func)
源文件:lhash.c
功能:处理哈希表中的所有数据
说明:func为外部提供的回调函数,本函数遍历所有存储在哈希表中的数据,每个数据被func处理。
4、void lh_doall_arg(LHASH *lh, LHASH_DOALL_ARG_FN_TYPE func, void *arg)
源文件:lhash.c
功能:处理哈希表中所有数据
说明:此参数类似于lh_doall函数,func为外部提供的回调函数,arg为传递给func函数的参数。本函数遍历所有存储在哈希表中的数据,每个数据被func处理。
5、void lh_free(LHASH *lh)
源文件:lhash.c
功能:释放哈希表。
6、void *lh_insert(LHASH *lh, void *data)
源文件:lhash.c
功能:往哈希表中添加数据。
说明:data为需要添加数据结构的指针地址。
7、void *lh_retrieve(LHASH *lh, const void *data)
源文件:lhash.c
功能:查询数据。
说明:从哈希表中查询数据,data为数据结构地址,此数据结构中必须提供关键项(这些关键项对应于用户提供的哈希函数和比较函数)以供查询,如果查询成功,返回数据结构的地址,否则返回NULL。比如SSL握手中服务端查询以前存储的SESSION时,它需要提供其中关键的几项。
SSL_SESSION *ret=NULL,data;
data.ssl_version=s->version;
data.session_id_length=len;
memcpy(data.session_id,session_id,len);
ret=(SSL_SESSION *)lh_retrieve(s->ctx->sessions,&data);
8、void lh_node_stats_bio(const LHASH *lh, BIO *out)
源文件:lh_stats.c
功能:将哈希表中每个链表下的数据状态输出到BIO中。
9、void lh_node_stats(const LHASH *lh, FILE *fp)
源文件:lh_stats.c
功能:将哈希表中每个链表下数据到输出到FILE中。
说明:此函数调用了lh_node_stats_bio函数。
10、void lh_node_usage_stats_bio(const LHASH *lh, BIO *out)
源文件:lh_stats.c
功能:将哈希表的使用状态输出到BIO中。
11、void lh_node_usage_stats(const LHASH *lh, FILE *fp)
源文件:lh_stats.c
功能:将哈希表的使用状态输出到FILE中。
说明:此函数调用了lh_node_usage_stats_bio函数
12、unsigned long lh_num_items(const LHASH *lh)
源文件:lhash.c
功能:获取哈希表中元素的个数。
13、void lh_stats_bio(const LHASH *lh, BIO *out)
源文件:lh_stats.c
功能:输出哈希表统计信息到BIO中。
14、void lh_stats(const LHASH *lh, FILE *fp)
源文件:lh_stats.c
功能:打印哈希表的统计信息,此函数调用了lh_stats_bio。
15、unsigned long lh_strhash(const char *c)
源文件:lhash.c
四 实例
#include<string.h>
#include<openssl/lhash.h>
typedefstructStudent_st
{
char name[20];
int age;
char otherInfo[200];
}Student;
staticintStudent_cmp(constvoid*a,constvoid*b)
{
char*namea=((Student*)a)->name;
char*nameb=((Student*)b)->name;
return strcmp(namea,nameb);
}
/* 打印每个值*/
staticvoidPrintValue(Student*a)
{
printf("name :%s\n",a->name);
printf("age :%d\n",a->age);
printf("otherInfo : %s\n",a->otherInfo);
}
staticvoidPrintValue_arg(Student*a,void*b)
{
int flag=0;
flag=*(int*)b;
printf("用户输入参数为:%d\n",flag);
printf("name :%s\n",a->name);
printf("age :%d\n",a->age);
printf("otherInfo : %s\n",a->otherInfo);
}
int main()
{
int flag=11;
_LHASH *h;
Student s1={"zcp",28,"hu bei"},
s2={"forxy",28,"no info"},
s3={"skp",24,"student"},
s4={"zhao_zcp",28,"zcp's name"},
*s5;
void*data;
/*创建哈希表*/
h=lh_new(NULL,Student_cmp);
if(h==NULL)
{
printf("err.\n");
return-1;
}
/*将数据插入哈希表*/
data=&s1;
lh_insert(h,data);
data=&s2;
lh_insert(h,data);
data=&s3;
lh_insert(h,data);
data=&s4;
lh_insert(h,data);
/*遍历打印*/
lh_doall(h,PrintValue);
lh_doall_arg(h,PrintValue_arg,(void*)(&flag));
/*查找数据*/
data=lh_retrieve(h,(constvoid*)"skp");
if(data==NULL)
{
printf("can not find skp!\n");
lh_free(h);
return-1;
}
else
{
s5=data;
printf("\n\nstudent name : %s\n",s5->name);
printf("sutdent age : %d\n",s5->age);
printf("student otherinfo : %s\n",s5->otherInfo);
lh_free(h);
}
getchar();
return0;
}
编译与运行
[root@localhost ~]# cd /
[root@localhost /]# cd openssl-1.1.0c/test
[root@localhost test]# gcc example2.c -o example2 -L/usr/lib -lssl -lcrypto
[root@localhost test]# ./example2 name :zhao_zcp age :28 otherInfo : zcp's name name :skp age :24 otherInfo : student name :forxy age :28 otherInfo : no info name :zcp age :28 otherInfo : hu bei 用户输入参数为:11 name :zhao_zcp age :28 otherInfo : zcp's name 用户输入参数为:11 name :skp age :24 otherInfo : student 用户输入参数为:11 name :forxy age :28 otherInfo : no info 用户输入参数为:11 name :zcp age :28 otherInfo : hu bei student name : skp sutdent age : 24 student otherinfo : student