實戰PHP數據結構基礎之雙鏈表

Michael_Lin 發布于2019-07-01 10:07 / 3178人閱讀

摘要：什么是雙鏈表上一篇實戰數據結構基礎之單鏈表說到單鏈表由一個一個的作為節點的對象構成的，每一個節點都有指向下一個節點的指針，最后一個節點的指針域指向空。

什么是雙鏈表？

上一篇實戰PHP數據結構基礎之單鏈表說到

單鏈表由一個一個的作為節點的對象構成的，每一個節點都有指向下一個節點的指針，最后一個節點的指針域指向空。每個節點可以存儲任何數據類型。

而雙鏈表每個節點有兩個指針域，分別指向前驅和后繼節點。單鏈表是單向的，而雙鏈表是雙向的。

常見操作

對雙鏈表我們常見的操作有如下：

insert

insertBefore

insertAfter

insertAtFirst

insertAtLast

deleteFirst

deleteLast

delete

reverse

getNthNode

...

PHP語言實現

首先我們根據定義實現一個雙鏈表的ListNode類。

class ListNode
{
    public $data = null;
    public $next = null;
    public $prev = null;

    public function __construct(string $data)
    {
        $this->data = $data;
    }
}

再來看鏈表類，首先需要3個私有屬性，分別是頭節點、尾巴節點和長度。

class DoubleLinkedList
{
    private $head = null;
    private $last = null;
    private $length = 0;
}

接下來還是老規矩，直接看如何實現第一個即常用的插入，這是是一個平均時間復雜度為O(n)的操作。

/**
 * 插入一個節點
 * @param string|null $data
 * @return bool
 * complexity O(n)
 */
public function insert(string $data = null)
{
    $newNode = new ListNode($data);
    if ($this->head) {
        $currentNode = $this->head;
        while ($currentNode) {
            if ($currentNode->next === null) {
                $currentNode->next = $newNode;
                $newNode->prev = $currentNode;
                $this->last = $newNode;
                $this->length++;
                return true;
            }

            $currentNode = $currentNode->next;
        }
    } else {
        $this->head = &$newNode;
        $this->last = $newNode;
        $this->length++;
        return true;
    }

}

再來看如何刪除節點。

/**
 * 刪除一個節點
 * @param string $data
 * @return bool|ListNode
 * complexity O(n)
 */
public function delete(string $query = null)
{
if ($this->head) {
    $currentNode = $this->head;
    $prevNode = null;

    while ($currentNode) {
        if ($currentNode->data === $query) {
            if ($nextNode = $currentNode->next) {
                if ($prevNode) {
                    $prevNode->next = $nextNode;
                    $nextNode->prev = $prevNode;
                } else {
                    $this->head = $nextNode;
                    $nextNode->prev = null;
                }

                unset($currentNode);
            } else {
                if ($prevNode) {
                    $this->last = $prevNode;
                    $prevNode->next = null;
                    unset($currentNode);
                } else {
                    $this->head = null;
                    $this->last = null;
                }
            }

            $this->length--;
            return true;
        }

        $prevNode = $currentNode;
        $currentNode = $currentNode->next;
    }
}

    return false;
}

反轉雙鏈表也不是很復雜。

public function reverse()
{
    if ($this->head !== null) {

        if ($this->head->next !== null) {
            $reversedList = null;
            $currentNode = $this->head;

            while ($currentNode !== null) {
                $next = $currentNode->next;
                $currentNode->next = $reversedList;
                $currentNode->prev = $next;

                $reversedList = $currentNode;
                $currentNode = $next;

            }

            $this->last = $this->head;
            $this->head = $reversedList;
        }
    }
}

雙鏈表其他操作的詳細實現可以參考這里。

雙鏈表是鏈表這種鏈式存取數據結構中相對于單鏈表比較特殊的部分，同樣屬于鏈表結構的還有單鏈表，環形鏈表和多鏈表。

專題系列

PHP基礎數據結構專題系列目錄地址：https://github.com/... 主要使用PHP語法總結基礎的數據結構和算法。還有我們日常PHP開發中容易忽略的基礎知識和現代PHP開發中關于規范、部署、優化的一些實戰性建議，同時還有對Javascript語言特點的深入研究。

云服務器 GPU云服務器雙鏈表之基礎篇黑客基礎之DOS 零基礎課程之c語言

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