數據結構-PHP經過 Array 類對象實現 "棧"

這篇文章是展現如何使用PHP語言實現棧(Stack)這種數據結構，Stack也是一種線性結構，相比 Array 而言，Stack 對應的操做是 Array 的子集，只能從一端添加元素，也只能從一端取出元素，是一種 Last In First Out(LIFO)，即 後進先出 的結構，Stack 的應用不少，如 'undo 操做(撤銷)'、'程序調用系統棧'。

1.ArrayStruct 類

<?php
/**
 * 數據結構-數組的實現
 * Class ArrayStruct
 */class ArrayStruct
{
 //用於存放數據
 protected $data = [];
 //用於標記數組大小
 protected $size = 0;
 //用於標記數組的容量
 protected $capacity = 10;
 /**
 * 構造函數 定義數組容量
 * ArrayStruct constructor.
 * @param int $capacity
 */
 public function __construct(int $capacity = 10)
 { $this->capacity = $capacity;
 }
 /**
 * 獲取數組元素個數
 * @return int
 */ public function getSize(): int
 {
 return $this->size;
 }
 /**
 * 獲取數組的容量
 * @return int
 */ public function getCapacity(): int
 {
 return $this->capacity;
 }
 /**
 * 判斷數組是否爲空
 * @return bool
 */ public function isEmpty(): bool
 {
 return $this->size == 0;
 }
 /**
 * 向數組指定位置插入元素
 * @param int $index
 * @param $e
 * @throws Exception
 */ public function add(int $index, $e): void
 {
 if ($this->size == $this->capacity) {
 $this->resize(2); //擴大到原來的2倍
 }
 if ($index < 0 || $index > $this->size) {
 echo "添加位置超出數組大小";
 exit; }
 //爲了方便理解，[1,2,4,5,6],假設 $index = 3; $e = 100,插入以後[1,2,4,100,5,6]
 for ($i = $this->size; $i >= $index; $i--) {
 $this->data[$i] = $this->data[$i - 1];
 }
 $this->data[$index] = $e;
 $this->size++;
 }
 /**
 * 向數組末尾添加元素
 * @param $e
 * @throws Exception
 */ public function addLast($e): void
 {
 $this->add($this->size, $e);
 }
 /**
 * 向數組開頭插入元素
 * @param $e
 * @throws Exception
 */ public function addFirst($e): void
 {
 $this->add(0, $e);
 }
 /**
 * 獲取 index 位置數組元素
 * @param int $index
 * @return mixed
 */ public function get(int $index)
 { if ($index < 0 || $index > $this->size) {
 echo "index值超出元素的位置範圍，";
 exit; }
 return $this->data[$index];
 }
 /**
 * 獲取數組末尾元素
 * @return mixed
 */ public function getLast()
 { return $this->get($this->size - 1);
 }
 /**
 * 判斷數組中是否存在某個元素
 * @param $e
 * @return bool
 */ public function contains($e): bool
 {
 for ($i = 1; $i < $this->size; $i++) {
 if ($this->data[$i] == $e) {
 return true;
 }
 }
 return false;
 }
 /**
 * 查某個元素在數組的位置索引值，若不存在則返回 -1
 * @param $e
 * @return int
 */ public function find($e): int
 {
 for ($i = 0; $i < $this->size; $i++) {
 if ($this->data[$i] == $e) {
 return $i;
 }
 }
 return -1;
 }
 /**
 * 刪除數組指定位置元素，返回刪除元素的值
 * @param $index
 * @return mixed
 */ public function remove($index)
 { if ($index < 0 || $index > $this->size) {
 echo "index值超出元素的位置範圍，";
 exit; }
 $e = $this->data[$index];
 for ($i = $index; $i < $this->size - 1; $i++) {
 $this->data[$i] = $this->data[$i + 1];
 }
 $this->size--;
 $this->data[$this->size] = null; //loitering objects ! =memory
 /** 若當前數組大小，小於容量的一半，則從新分配一半的數組空間大小 **/
 if ($this->size <= $this->capacity / 4 && $this->capacity % 2 == 0) {
 $this->resize(0.5);
 }
 return $e;
 }
 /**
 * 刪除數組首個元素，返回刪除元素的值
 */
 public function removeFirst()
 { return $this->remove(0);
 }
 /**
 * 刪除數組首個元素，返回刪除元素的值
 */
 public function removeLast()
 { return $this->remove($this->size - 1);
 }
 /**
 * 刪除數組中特定元素
 * @param $e
 */
 public function removeElement($e)
 { for ($i = 0; $i < $this->size; $i++) {
 if ($this->data[$i] == $e) {
 $this->remove($i);
 $this->removeElement($e);
 break; }
 } }
 /**
 * 數組擴容，如果其餘語言，如JAVA這裏須要從新開闢空間
 * @param $factor
 */
 protected function resize($factor)
 { $this->capacity = $factor * $this->capacity;
 }
 /**
 * 將數組轉化爲字符串
 * @return string
 */ public function toString(): string
 {
 $str = "[";
 foreach ($this->data as $value) {
 $str .= $value . ",";
 }
 $str = trim($str, ",");
 $str .= "]";
 return $str;
 }
}

Tips：這是一個封裝好的數組類，可用於數組的插入、刪除、查找。

2.StackStruct 類

<?php
require 'ArrayStruct.php';
require 'Stack.php';
/**
 * 數組實現棧
 * Class StackStruct
 */class StackStruct implements Stack
{
 //數組類對象，用於存放棧元素
 public $array = null;
 /**
 * 構造函數 定義棧的容量
 * ArrayStruct constructor.
 * @param int $capacity
 */
 public function __construct(int $capacity = 10)
 { $this->array = new ArrayStruct($capacity);
 }
 /**
 * 獲取棧大小
 * @return int
 */ public function getSize(): int
 {
 return $this->array->getSize();
 }
 /**
 * 判斷棧是否爲空
 * @return bool
 */ public function isEmpty(): bool
 {
 return $this->array->isEmpty();
 }
 /**
 * 元素入棧
 */
 public function push($e): void
 {
 $this->array->addLast($e);
 }
 /**
 * 出棧
 * @return mixed
 */ public function pop()
 { return $this->array->removeLast();
 }
 /**
 * 查看棧頂元素
 * @return mixed
 */ public function peek()
 { return $this->array->getLast();
 }
 /**
 * 將棧數組轉化爲字符串
 * @return string
 */ public function toString(): string
 {
 return rtrim($this->array->toString(), "]");
 }
}

Tips：這是一個 Stack類，經過繼承 Array 類實現 Stack 的基本功能。

3.interface Stack

<?php
interface Stack
{
 /**
 * 獲取棧大小
 * @return int
 */ public function getSize(): int;
 /**
 * 判斷棧是否爲空
 * @return bool
 */ public function isEmpty(): bool;
 /**
 * 元素入棧
 */
 public function push($e): void;
 /**
 * 出棧
 * @return mixed
 */ public function pop();
 /**
 * 查看棧頂元素
 * @return mixed
 */ public function peek();
}

4.output_stack.php

<?php
/**
 * 棧輸出相關
 */
require 'StackStruct.php';
$stack = new StackStruct();
$stack->push('aa');
$stack->push('bb');
$stack->push('cc');
$stack->push('dd');
$stack->push('ee');
$stack->push('ff');
$stack->push('gg');
$stack->push('hh');
echo $stack->peek(); //查看棧頂元素，打印 hhecho $stack->toString(); //打印棧數據 [aa,bb,cc,dd,ee,ff,gg,hh
echo $stack->pop(); //出棧，打印 hhecho $stack->toString(); //打印棧數據 [aa,bb,cc,dd,ee,ff,gg

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