实战 PHP 数据结构基础之单链表

什么是链表？

链表由一个一个的作为节点的对象构成的，每一个节点都有指向下一个节点的指针，最后一个节点的指针域指向空。每个节点可以存储任何数据类型。

常见操作

对单链表我们常见的操作有如下：

insert
insertBefore
insertAfter
insertAtFirst
search
deleteFirst
deleteLast
delete
reverse
getNthNode
...

PHP语言实现

首先我们根据定义实现一个ListNode类。

class ListNode
{
    private $data;
    private $next;

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

    public function __get($var)
    {
        return $this->$var;
    }

    public function __set($var, $val)
    {
        return $this->$var = $val;
    }
}

再来看链表类，首先需要2个私有属性，分别是头节点和长度。

class LinkedList
{
    private $head;
    private $length;
}

下面我们长话短说，直接看如何实现第一个即常用的插入，这是是一个平均时间复杂度为O(n)的操作。

/**
 * 插入一个节点
 * @param string|null $data
 * @return bool
 * complexity O(n)
 */
public function insert(string $data = null)
{
    $newNode = new ListNode($data);

    if ($this->head === null) {
        $this->head = &$newNode;
    } else {
        $currentNode = $this->head;
        while ($currentNode->next !== null) {
            $currentNode = $currentNode->next;
        }

        $currentNode->next = $newNode;
    }

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

再来看搜索，同样是一个平均时间复杂度为O(n)的操作。

/**
 * 搜索一个节点
 * @param string $data
 * @return bool|ListNode
 * complexity O(n)
 */
public function search(string $data)
{
    if ($this->length > 0) {
        $currentNode = $this->head;
        while ($currentNode !== null) {
            if ($currentNode->data === $data) {
                return $currentNode;
            }

            $currentNode = $currentNode->next;
        }
    }

    return false;
}

反转单链表

public function reverse()
{
    if ($this->head !== null) {
        if ($this->head->next !== null) {
            $reveredList = null;
            $next = null;
            $currentNode = $this->head;

            while ($currentNode !== null) {
                $next = $currentNode->next;
                $currentNode->next = $reveredList;
                $reveredList = $currentNode;
                $currentNode = $next;
            }

            $this->head = $reveredList;
        }
    }

}

单链表其他操作的详细实现可以参考这里。

单链表是链表这种链式存取数据结构中基础的部分，同样属于链表结构的还有双链表，环形链表和多链表。