數據結構與算法之PHP實現隊列、棧

時間 2020-06-09

標籤數據結構算法 php 實現隊列欄目 PHP 简体版

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1、隊列

1）隊列（Queue）是一種先進先出（FIFO）的線性表，它只容許在表的前端進行刪除操做，在表的後端進行插入操做，進行插入操做的端稱爲隊尾，進行刪除操做的端稱爲隊頭。即入隊只能從隊尾入，出隊只能從隊頭出。

2）隊列通常擁有隊首（front指針）和隊尾（rear指針），當一個隊列並未存入數據的時候，front和rear指針均指向隊首。

3）入隊操做：rear後移，存入數據在rear指向的單元，隊滿不可入隊，這同時也代表front老是指向隊首元素的前驅。

4）出隊操做：front後移，元素出隊，隊空不可出隊。

5）在PHP函數中，array_push函數是向數組尾部添加元素，即入隊操做；array_shift函數是刪除數組頭部元素，即出隊操做。

$array = array('a', 'b');

array_push($array, 'c'); //入隊

array_shift($array); //出隊

隊列的數組實現

<?php /** * php用數組實現隊列:先進先出FIFO 1. getLength(): 得到隊列的長度 2. isEmpty(): 判斷隊列是否爲空 3. enqueue(): 入隊，在隊尾加入數據。 4. dequeue(): 出隊，返回並移除隊首數據。隊空不可出隊。 5. show(): 遍歷隊列，並輸出 6. clear(): 清空隊列 */
class Queue { // 隊列數組
    public $dataStore = array(); // 得到隊列的長度
    public function getLength() { return count($this->dataStore); } // 判斷隊列是否爲空
    public function isEmpty() { return $this->getLength() === 0; } // 入隊，在隊尾加入數據。
    public function enqueue($element) { $this->dataStore[] = $element; // array_push($this->dataStore, $element);
 } // 出隊，返回並移除隊首數據。隊空不可出隊。
    public function dequeue() { if (!$this->isEmpty()) { return array_shift($this->dataStore); } return false; } // 遍歷隊列，並輸出
    public function show() { if (!$this->isEmpty()) { for ($i = 0; $i < $this->getLength(); $i++) { echo $this->dataStore[$i] . PHP_EOL; } } else { return "空"; } } // 清空隊列
    public function clearQueue() { unset($this->dataStore); // $this->dataStore = array();
 } } // 測試
$q = new Queue(); $q->enqueue('a'); $q->enqueue('b'); $q->enqueue('c'); echo '隊列的長度爲：' . $q->getLength(); echo "</br>"; echo '隊列爲：'; $q->show(); echo "</br>"; $q->dequeue(); echo "</br>"; echo "a出隊，隊列爲："; $q->show(); $q->clearQueue(); echo "清空隊列後，隊列爲" . $q->show(); 複製代碼

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隊列的鏈表實現php

建立鏈式隊列時，需定義兩個結構，一個用於描述節點，一個用於描述隊列。

<?php /** * php用鏈表實現隊列:先進先出FIFO 1. isEmpty(): 判斷隊列是否爲空 2. enqueue(): 入隊，在隊尾加入數據。 3. dequeue(): 出隊，返回並移除隊首數據。隊空不可出隊。 4. clear(): 清空隊列 5. show(): 顯示隊列中的元素 */
// 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; } } // 隊列類
class Queue { private $header;        // 頭節點

    function __construct($data) { $this->header = new Node($data); } // 判斷隊列是否爲空
    public function isEmpty() { if ($this->header->next !== null) { // 不爲空
            return false; } return true; } // 入隊，在隊尾加入數據。
    public function enqueue($element) { $newNode = new Node($element); $current = $this->header; if ($current->next == null) { // 只有頭節點
            $this->header->next = $newNode; } else { // 遍歷到隊尾最後一個元素
            while ($current->next != null) { $current = $current->next; } $current->next = $newNode; } $newNode->next = null; } // 出隊，返回並移除隊首數據。隊空不可出隊。
    public function dequeue() { if ($this->isEmpty()) { // 隊列爲空
            return false; } // header頭節點沒有實際意義，隊首節點是header指向的結點。
        $current = $this->header; $current->next = $current->next->next; } // 清空隊列
    public function clear() { $this->header = null; } // 顯示隊列中的元素
    public function show() { $current = $this->header; if ($this->isEmpty()) { echo "空！"; } while ($current->next != null) { echo $current->next->data . PHP_EOL; $current = $current->next; } } } // 測試
$q = new Queue('header'); $q->enqueue('a'); $q->enqueue('b'); $q->enqueue('c'); echo "隊列爲："; $q->show(); echo "</br>"; echo "a出隊，隊列爲："; $q->dequeue(); $q->show(); echo "</br>"; $q->clear(); echo "清空隊列後，隊列爲"; $q->show(); 複製代碼

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2、棧

1）棧（Stack）是一種後進先出（LIFO）表，插入刪除操做都只能在一個位置上進表，這個位置位於表的末端，叫作棧頂（Top），另外一端則稱爲棧底（Bottom），又稱爲表頭。

2）對棧的基本操做有push和pop，表示進棧和出棧，至關於插入和刪除操做。存儲數據時，先進入的數據被壓入棧底，後進入的數據則在棧頂；讀取數據時，從棧頂開始彈出數據。

3）在PHP函數中，array_push函數是向數組尾部添加元素，即入棧操做；array_pop函數是刪除數組尾部元素，即出棧操做。

$array = array('a', 'b');

array_push($array, 'c'); //入棧

array_pop($array); //出棧

棧的數組實現

選擇用數組表示棧內容必須預先估計棧的最大容量。由於數組一旦建立，其大小是沒法改變的，而數組設置過大可能會浪費大量內存，設置太小又可能會溢出。

<?php /** * php用數組實現棧:後入先出LIFO 1. getLength(): 得到棧的長度 2. push(): 入棧，在最頂層加入數據。 3. pop(): 出棧，返回並移除最頂層的數據。 4. getTop(): 返回最頂層數據的值，但不移除它 5. clearStack(): 清空棧 6. show(): 遍歷棧元素 */
class Stack { // 使用數組實現棧結構
    public $stack = array(); // 得到棧的長度
    public function getLength() { return count($this->stack); } // 入棧，在最頂層加入數據。
    public function push($element) { $this->stack[] = $element; } // 出棧，返回並移除最頂層的數據。
    public function pop() { if ($this->getLength() > 0) { return array_pop($this->stack); } } // 返回最頂層數據的值，但不移除它
    public function getTop() { $top = $this->getLength() - 1; return $this->stack[$top]; } // 清空棧
    public function clearStack() { unset($this->stack); // $this->stack = array();
 } // 遍歷棧元素
    public function show() { if ($this->getLength() > 0) { for ($i = 0; $i < $this->getLength(); $i++) { echo $this->stack[$i] . PHP_EOL; } } echo "空！"; } } // 測試
$s = new Stack(); $s->push('a'); $s->push('b'); $s->push('c'); echo "棧爲："; $s->show(); echo "</br>"; echo '棧頂元素爲' . $s->getTop(); echo "</br>"; echo '棧的長度爲：' . $s->getLength(); echo "</br>"; $s->pop(); echo "出棧，彈出c，棧爲："; $s->show(); echo "</br>"; echo "清空棧，棧爲："; $s->clearStack(); $s->show();

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棧的鏈表實現html

<?php /** * php用數組實現棧:後入先出LIFO 1. isEmpty(): 判斷隊列是否爲空。 2. push(): 入棧，插入新的棧頂節點 3. pop(): 出棧，刪除棧頂元素 4. clear(): 清空棧 5. show(): 遍歷棧元素 */
// 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; } } class Stack { private $header;        // 頭節點

    function __construct($data) { $this->header = new Node($data); } // 判斷棧是否爲空
    public function isEmpty() { if ($this->header->next !== null) { // 不爲空
            return false; } return true; } // 入棧，插入新的棧頂節點
    public function push($element) { $newNode = new Node($element); $current = $this->header; if ($current->next == null) { // 只有頭節點
            $this->header->next = $newNode; } else { // 遍歷到棧尾最後一個元素
            while ($current->next != null) { $current = $current->next; } $current->next = $newNode; } $newNode->next = null; } // 出棧，刪除棧頂元素
    public function pop() { if ($this->isEmpty()) { // 棧爲空
            return false; } $current = $this->header; while ($current->next->next != null) { $current = $current->next; } $current->next = null; } // 清空棧
    public function clear() { $this->header = null; } // 顯示棧中的元素
    public function show() { $current = $this->header; if ($this->isEmpty()) { echo "空！"; } while ($current->next != null) { echo $current->next->data . PHP_EOL; $current = $current->next; } } } // 測試
$s = new Stack('header'); $s->push('a'); $s->push('b'); $s->push('c'); echo "棧爲："; $s->show(); echo "</br>"; $s->pop(); echo "出棧，彈出c，棧爲："; $s->show(); echo "</br>"; echo "清空棧，棧爲："; $s->clear(); $s->show();