數據結構與算法之PHP實現鏈表類（單鏈表/雙鏈表/循環鏈表）

鏈表是由一組節點組成的集合。每一個節點都使用一個對象的引用指向它的後繼。指向另外一個節點的引用叫作鏈。

鏈表分爲單鏈表、雙鏈表、循環鏈表。

1、單鏈表

插入：鏈表中插入一個節點的效率很高。向鏈表中插入一個節點，須要修改它前面的節點(前驅)，使其指向新加入的節點，而新加入的節點則指向原來前驅指向的節點（見下圖）。

由上圖可知，B、C之間插入D，三者之間的關係爲

current爲插入節點的前驅節點

current->next = new              // B節點指向新節點D

new->next = current->next        // 新節點D指向B的後繼節點C

刪除：從鏈表中刪除一個元素，將待刪除元素的前驅節點指向待刪除元素的後繼節點，同時將待刪除元素指向 null，元素就刪除成功了（見下圖）。

由上圖可知，A、C之間刪除B，三者之間的關係爲

current爲要刪除節點的前驅節點

current->next = current->next->next    // A節點指向C節點

具體代碼以下：

<?php // 節點類
class Node { public $data;   // 節點數據
    public $next;   // 下一節點

    public function __construct($data) { $this->data = $data; $this->next = NULL; } } // 單鏈表類
class SingleLinkedList { private $header;    // 頭節點

   function __construct($data) { $this->header = new Node($data); } // 查找節點
   public function find($item) { $current = $this->header; while ($current->data != $item) { $current = $current->next; } return $current; } // （在節點後）插入新節點
   public function insert($item, $new) { $newNode = new Node($new); $current = $this->find($item); $newNode->next = $current->next; $current->next = $newNode; return true; } // 更新節點
    public function update($old, $new) { $current = $this->header; if ($current->next == null) { echo "鏈表爲空！"; return; } while ($current->next != null) { if ($current->data == $old) { break; } $current = $current->next; } return $current->data = $new; } // 查找待刪除節點的前一個節點
    public function findPrevious($item) { $current = $this->header; while ($current->next != null && $current->next->data != $item) { $current = $current->next; } return $current; } // 從鏈表中刪除一個節點
    public function delete($item) { $previous = $this->findPrevious($item); if ($previous->next != null) { $previous->next = $previous->next->next; } } // findPrevious和delete的整合
    public function remove($item) { $current = $this->header; while ($current->next != null && $current->next->data != $item) { $current = $current->next; } if ($current->next != null) { $current->next = $current->next->next; } } // 清空鏈表
    public function clear() { $this->header = null; } // 顯示鏈表中的元素
    public function display() { $current = $this->header; if ($current->next == null) { echo "鏈表爲空！"; return; } while ($current->next != null) { echo $current->next->data . "&nbsp;&nbsp;&nbsp"; $current = $current->next; } } } $linkedList = new SingleLinkedList('header'); $linkedList->insert('header', 'China'); $linkedList->insert('China', 'USA'); $linkedList->insert('USA','England'); $linkedList->insert('England','Australia'); echo '鏈表爲：'; $linkedList->display(); echo "</br>"; echo '-----刪除節點USA-----'; echo "</br>"; $linkedList->delete('USA'); echo '鏈表爲：'; $linkedList->display(); echo "</br>"; echo '-----更新節點England爲Japan-----'; echo "</br>"; $linkedList->update('England', 'Japan'); echo '鏈表爲：'; $linkedList->display(); //echo "</br>"; //echo "-----清空鏈表-----"; //echo "</br>"; //$linkedList->clear(); //$linkedList->display(); // 輸出：
鏈表爲：China USA England Australia -----刪除節點USA----- 鏈表爲：China England Australia -----更新節點England爲Japan----- 鏈表爲：China Japan Australia 

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2、雙鏈表

單鏈表從鏈表的頭節點遍歷到尾節點很簡單，但從後向前遍歷就沒那麼簡單了。雙鏈表的每一個數據結點中都有兩個指針，分別指向直接後繼和直接前驅。

因此，從雙向鏈表中的任意一個結點開始，均可以很方便地訪問它的前驅結點和後繼結點。

插入：插入一個節點時，須要指出該節點正確的前驅和後繼。

修改待插入節點的 前驅節點的next屬性，使其指向新加入的節點，而新插入的節點的next屬性則指向原來前驅指向的節點，同時將原來前驅指向的節點的previous屬性指向新節點，而新加入節點的previous屬性指向它前驅節點（見下圖）。

由上圖可知，B、C之間插入D，三者之間的關係爲

current爲插入節點的前驅節點

current->next = new              // B的next屬性指向新節點D

new->next = current->next        // 新節點D的next屬性指向B的後繼節點C

current->next->previous = new    // B的後繼節點C的previous屬性指向新節點D（原先是C的previous屬性指向B）

刪除：雙向鏈表的刪除操做比單向鏈表的效率更高，由於不須要再查找前驅節點了。

首先須要在鏈表中找出存儲待刪除數據的節點，而後設置該節點前驅的 next 屬性，使其指向待刪除節點的後繼;設置該節點後繼的 previous 屬性，使其指向待刪除節點的前驅。

由上圖可知，B、C之間刪除D，三者之間的關係爲

current爲要刪除的節點

current->previous->next = current->next        // B的前驅節點A的next屬性指向B的後繼節點C

current->next->previous = current->previous    // B的後繼節點C的previous屬性指向B的前驅節點A

current->previous = null                       // B的previous屬性指向null

current->next = null                           // B的next屬性指向null

具體代碼以下：

<?php // 節點類
class Node { public $data;              // 節點數據
    public $previous = NULL;   // 前驅
    public $next = NULL;       // 後繼

    public function __construct($data) { $this->data = $data; $this->previous = NULL; $this->next = NULL; } } // 雙鏈表類
class DoubleLinkedList { private $header;    // 頭節點

    function __construct($data) { $this->header = new Node($data); } // 查找節點
    public function find($item) { $current = $this->header; while ($current->data != $item) { $current = $current->next; } return $current; } // 查找鏈表最後一個節點
    public function findLast() { $current = $this->header; while ($current->next != null) { $current = $current->next; } return $current; } //（在節點後）插入新節點
    public function insert($item, $new) { $newNode = new Node($new); $current = $this->find($item); $newNode->next = $current->next; $newNode->previous = $current; $current->next = $newNode; return true; } // 從鏈表中刪除一個節點
    public function delete($item) { $current = $this->find($item); if ($current->next != null) { $current->previous->next = $current->next; $current->next->previous = $current->previous; $current->next = null; $current->previous = null; return true; } } // 顯示鏈表中的元素
    public function display() { $current = $this->header; if ($current->next == null) { echo "鏈表爲空！"; return; } while ($current->next != null) { echo $current->next->data . "&nbsp;&nbsp;&nbsp"; $current = $current->next; } } // 反序顯示雙向鏈表中的元素
    public function dispReverse() { $current = $this->findLast(); while ($current->previous != null) { echo $current->data . "&nbsp;&nbsp;&nbsp"; $current = $current->previous; } } } // 測試
$linkedList = new DoubleLinkedList('header'); $linkedList->insert('header', 'China'); $linkedList->insert('China', 'USA'); $linkedList->insert('USA','England'); $linkedList->insert('England','Australia'); echo '鏈表爲：'; $linkedList->display(); echo "</br>"; echo '-----刪除節點USA-----'; echo "</br>"; $linkedList->delete('USA'); echo '鏈表爲：'; $linkedList->display(); // 輸出：
鏈表爲：China USA England Australia -----刪除節點USA----- 鏈表爲：China England Australia 複製代碼

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3、循環鏈表

循環鏈表和單向鏈表類似，節點類型都是同樣的。惟一的區別是，在建立循環鏈表時，讓其頭節點的 next 屬性指向它自己，即:head.next = head，這種行爲會傳導至鏈表中的每一個節點，使得每一個節點的 next 屬性都指向鏈表的頭節點。換句話說，鏈表的尾節點指向頭節點，造成了一個循環鏈表。

在循環鏈表中，涉及遍歷的操做，其終止條件是判斷它們是否等於頭結點，而不是像單鏈表那樣判別p或p->next是否爲空。

插入：若是不是在鏈表尾端插入，則與單鏈表類似，將待插入節點的前驅節點指向新加入的節點，而新加入的節點指向原來前驅指向的節點；若是是在尾端插入，則待插入節點的前驅節點指向新加入的節點，而新加入的節點指向頭節點（見下圖）。

由上圖可知，插入節點D，B、C、D三者之間的關係爲

current爲插入節點的前驅節點

// 中間

current->next = new              // B節點指向新節點D

new->next = current->next        // 新節點D指向B的後繼節點C

// 尾端

current->next = new              // C節點指向新節點D

new->next = header               // 新節點D指向頭節點Header

刪除：若是刪除的是中間元素，則與單鏈表操做相同，將待刪除節點的前驅節點指向待刪除節點的後繼節點；若是刪除的是尾端元素，則將待刪除節點的前驅節點指向頭節點。

由上圖可知，刪除節點時，B、C、D三者之間的關係爲

current爲要刪除節點的前驅節點

// 中間

current->next = current->next->next    // A節點指向C節點

// 尾端

current->next = header                 // B節點指向頭節點Header

具體代碼以下：

<?php // 節點類
class Node { public $data;   // 節點數據
    public $previous; public $next;   // 下一節點

    public function __construct($data) { $this->data = $data; $this->next = NULL; } } // 循環鏈表類
class CircularLinkedList { private $header;    // 頭節點

    function __construct($data) { $this->header = new Node($data); $this->header->next = $this->header; } // 查找節點
    public function find($item) { $current = $this->header; while ($current->data != $item) { $current = $current->next; } return $current; } // 插入新節點
    public function insert($item, $new) { $newNode = new Node($new); $current = $this->find($item); if ($current->next != $this->header) { // 鏈表中間
            $current->next = $newNode; $newNode->next = $current->next; } else { // 鏈表尾端
            $current->next = $newNode; $newNode->next = $this->header; } return true; } // 刪除節點
    public function delete($item) { $current = $this->header; while ($current->next != null && $current->next->data != $item) { $current = $current->next; } if ($current->next != $this->header) { // 鏈表中間
            $current->next = $current->next->next; } else { // 鏈表尾端
            $current->next = $this->header; } } // 顯示鏈表中的元素
    public function display() { $current = $this->header; while ($current->next != $this->header) { echo $current->next->data . "&nbsp;&nbsp;&nbsp"; $current = $current->next; } } } // 測試
$linkedList = new CircularLinkedList('header'); $linkedList->insert('header', 'China'); $linkedList->insert('China', 'USA'); $linkedList->insert('USA', 'England'); $linkedList->insert('England', 'Australia'); echo '鏈表爲：'; $linkedList->display(); echo "</br>"; echo '-----刪除節點USA-----'; echo "</br>"; $linkedList->delete('USA'); echo '鏈表爲：'; $linkedList->display(); // 輸出：
鏈表爲：China USA England Australia -----刪除節點USA----- 鏈表爲：China England Australia 

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 原文地址：https://www.cnblogs.com/sunshineliulu/p/7717301.html