数据结构：链表（单链表）

Posted 2020-12-28 zengguowang

一、链表

　　概念：链表[Linked List]是由一组不必相连（可连续可不连续）的内存结构（节点），按照特定的顺序链接在一起的抽象数据类型；

　　分类：链表常用的大概有三类：单链表、双向链表、循环链表（这篇文章主要讲单链表）

　　操作：链表的核心操作主要有三个（查找遍历、插入、删除）

二、单链表

　　

　　上图就是一个单链表的数据结构了，从上图可以看出，每个节点包含两个重要的元素（data、next），那么什么是单链表呢？

　　概念：各个内存结构通过一个Next指针链接在一起，每个内存结构都存在后续的内存结构（链尾除外）；内存域由两部分组成（Data数据域和Next指针域）

三、操作

　　

　　上图展示了单链表的插入和删除的过程，很清楚的能够知道是怎么一回事，针对我这样的小白来说，至少我看懂了；

　　下面是本人结合上面的图写的代码（随便写的，将就着看，代码只是验证你是否真的了解 该数据结构，所以理解了即可，没有必要在意代码的好坏，谢谢！）：

<?php
/***
 * 单链表数据结构
 * 链表是一种递归的数据结构，它或为空（Null），或指向一个结点的引用，该结点还有一个元素和指向下一个链表的引用
 * 单链表的每个节点由两个元素组成：data、next
 */
class Node{
    public $data;
    public $next=null;
    public $linkedSize = 0; // 记录链表的大小(每个节点都保存了这个值为0，其实也可以保持个id，看个人习惯)
    public function __construct($data){
        $this->data = $data;
    }
}

class LinkedList{

    /***
     * 创建链表
     * @param array $data
     * @return Node|string
     */
    public static function createLinked($data=array())
    {
        if(empty($data))
            return ‘参数为空‘;
        $header = new Node(‘‘);
        $headerObj = $header;
        foreach ($data as $key=>$val)
        {
            $nextHeader = new Node($val);
            $headerObj->next = $nextHeader;
            $headerObj = $nextHeader;
            $header->linkedSize++;
        }

        return $header;
    }

    /***
     * 遍历链表数据
     * @param Node $header
     * @return bool
     */
    public static function selectLinkedList(Node $header)
    {
        $linkedObj = $header;
        $i = 0;
        while($linkedObj->next != null)
        {
            echo $i.‘ Node data：‘.$linkedObj->next->data."
";
            $linkedObj = $linkedObj->next;
            $i++;
        }
        return true;
    }

    /***
     * @param Node $header
     * @param $key
     * @param $data
     * @param string $lmr l 指定key的前边插入 m 指定位置插入 r 指定位置的后边插入
     * @return bool|string
     */
    public static function insertKeyLinkedList(Node $header, $key, $data, $lmr=‘r‘)
    {
        // 链表可能为空(添加一个节点)
        if($header->linkedSize < 1)
        {
            $newHeader = new Node($data);
            $header->next = $newHeader;
            $header->linkedSize++;
            return true;
        }

        # 配置插入方向和位置
        $lmrKey = array(‘l‘, ‘m‘, ‘r‘);
        $lmrConfig = array(
            ‘l‘ => $key - 1,// 往指定位置的前边插入数据
            ‘m‘ => $key, // 往指定位置插入数据
            ‘r‘ => $key + 1 // 往指定位置的后边插入数据
        );

        // 验证key的合法性
        if(!preg_match(‘/^[0-9]{1,}$/si‘, $key) || !in_array(trim($lmr), $lmrKey))
            return ‘请输入正确的key和lmr方向‘;

        # 获取真实的位置
        if(!isset($lmrConfig[trim($lmr)]))
            return ‘计算位置错误(可能参数有误)‘;
        $positionKey = $lmrConfig[trim($lmr)];
        $maxSize = $header->linkedSize-1;
        if(trim($lmr) == ‘r‘)
            $maxSize = $header->linkedSize;
        if($positionKey > $maxSize)
            return ‘未知的位置‘;

        $i = 0;
        $headerObj = $header;
        while($headerObj->next != null)
        {
            // 这里有点类似咱们经常用的冒泡排序，交换位置
            if($positionKey == $i || $positionKey < 0)
            {
                $newHeader = new Node($data);
                $temp = $headerObj->next;
                $headerObj->next = $newHeader;
                $newHeader->next = $temp;
                $header->linkedSize++;
                return true;
            }
            if(trim($lmr) == ‘r‘ && ($i+1) == $maxSize) // 插入到末尾
            {
                $newHeader = new Node($data);
                $headerObj->next->next = $newHeader;
                $header->linkedSize++;
                return true;
            }

            $headerObj = $headerObj->next;
            $i++;
        }

        return true;
    }

    /***
     * @param Node $header
     * @param int $key
     * @return bool|string
     */
    public static function deleteKeyLinkedList(Node $header, $key=0)
    {
        if(!preg_match(‘/^[0-9]{1,}$/si‘, $key) || $key > ($header->linkedSize-1) || $key < 0)
            return ‘输入的key不合法/当前位置没有数据‘;

        if($header->next == null || $header->linkedSize < 1)
            return ‘链表中暂无数据‘;

        $i = 0;
        $position = $key;
        $headerObj = $header;
        while($headerObj->next != null)
        {
            if($i == $position)
            {
                $tmp = $headerObj->next->next;
                unset($headerObj->next);
                $headerObj->next = $tmp;
                $header->linkedSize--;
                return true;
            }
            $headerObj = $headerObj->next;
            $i++;
        }
        return true;
    }
}

# 创建链表
$data = array(22, 2, 90, 6, 43, 76, 89);
$header = LinkedList::createLinked($data);

# 遍历单向链表
LinkedList::selectLinkedList($header);
echo "
";

# 插入一个元素
$header = new Node(‘‘);
LinkedList::insertKeyLinkedList($header,6, 250, ‘l‘);

# 插入后遍历单向链表
LinkedList::selectLinkedList($header);
//var_dump($header);

// 删除指定的节点
LinkedList::deleteKeyLinkedList($header, 1);

# 删除后遍历单向链表
LinkedList::selectLinkedList($header);

博客内容出自：https://www.jianshu.com/p/73d56c3d228c