数据结构与算法之PHP实现队列、栈
一、队列
1）队列（Queue）是一种先进先出（FIFO）的线性表，它只允许在表的前端进行删除操作，在表的后端进行插入操作，进行插入操作的端称为队尾，进行删除操作的端称为队头。即入队只能从队尾入，出队只能从队头出。
2）队列一般拥有队首（front指针）和队尾（rear指针），当一个队列并未存入数据的时候，front和rear指针均指向队首。
3）入队操作：rear后移，存入数据在rear指向的单元，队满不可入队，这同时也表明front总是指向队首元素的前驱。
4）出队操作：front后移，元素出队，队空不可出队。
5）在PHP函数中，array_push函数是向数组尾部添加元素，即入队操作；array_shift函数是删除数组头部元素，即出队操作。
$array = array('a', 'b');
array_push($array, 'c'); //入队
array_shift($array); //出队
队列的数组实现
<?php /** * php用数组实现队列:先进先出FIFO 1. getLength(): 获得队列的长度 2. isEmpty(): 判断队列是否为空 3. enqueue(): 入队，在队尾加入数据。 4. dequeue(): 出队，返回并移除队首数据。队空不可出队。 5. show(): 遍历队列，并输出 6. clear(): 清空队列 */ class Queue { // 队列数组 public $dataStore = array(); // 获得队列的长度 public function getLength() { return count($this->dataStore); } // 判断队列是否为空 public function isEmpty() { return $this->getLength() === 0; } // 入队，在队尾加入数据。 public function enqueue($element) { $this->dataStore[] = $element; // array_push($this->dataStore, $element); } // 出队，返回并移除队首数据。队空不可出队。 public function dequeue() { if (!$this->isEmpty()) { return array_shift($this->dataStore); } return false; } // 遍历队列，并输出 public function show() { if (!$this->isEmpty()) { for ($i = 0; $i < $this->getLength(); $i++) { echo $this->dataStore[$i] . PHP_EOL; } } else { return "空"; } } // 清空队列 public function clearQueue() { unset($this->dataStore); // $this->dataStore = array(); } } // 测试 $q = new Queue(); $q->enqueue('a'); $q->enqueue('b'); $q->enqueue('c'); echo '队列的长度为：' . $q->getLength(); echo "</br>"; echo '队列为：'; $q->show(); echo "</br>"; $q->dequeue(); echo "</br>"; echo "a出队，队列为："; $q->show(); $q->clearQueue(); echo "清空队列后，队列为" . $q->show();
队列的链表实现
创建链式队列时，需定义两个结构，一个用于描述节点，一个用于描述队列。
<?php /** * php用链表实现队列:先进先出FIFO 1. isEmpty(): 判断队列是否为空 2. enqueue(): 入队，在队尾加入数据。 3. dequeue(): 出队，返回并移除队首数据。队空不可出队。 4. clear(): 清空队列 5. show(): 显示队列中的元素 */ // 节点类 class Node { public $data; // 节点数据 public $next; // 下一节点 public function __construct($data) { $this->data = $data; $this->next = NULL; } } // 队列类 class Queue { private $header; // 头节点 function __construct($data) { $this->header = new Node($data); } // 判断队列是否为空 public function isEmpty() { if ($this->header->next !== null) { // 不为空 return false; } return true; } // 入队，在队尾加入数据。 public function enqueue($element) { $newNode = new Node($element); $current = $this->header; if ($current->next == null) { // 只有头节点 $this->header->next = $newNode; } else { // 遍历到队尾最后一个元素 while ($current->next != null) { $current = $current->next; } $current->next = $newNode; } $newNode->next = null; } // 出队，返回并移除队首数据。队空不可出队。 public function dequeue() { if ($this->isEmpty()) { // 队列为空 return false; } // header头节点没有实际意义，队首节点是header指向的结点。 $current = $this->header; $current->next = $current->next->next; } // 清空队列 public function clear() { $this->header = null; } // 显示队列中的元素 public function show() { $current = $this->header; if ($this->isEmpty()) { echo "空！"; } while ($current->next != null) { echo $current->next->data . PHP_EOL; $current = $current->next; } } } // 测试 $q = new Queue('header'); $q->enqueue('a'); $q->enqueue('b'); $q->enqueue('c'); echo "队列为："; $q->show(); echo "</br>"; echo "a出队，队列为："; $q->dequeue(); $q->show(); echo "</br>"; $q->clear(); echo "清空队列后，队列为"; $q->show();
二、栈
1）栈（Stack）是一种后进先出（LIFO）表，插入删除操作都只能在一个位置上进表，这个位置位于表的末端，叫做栈顶（Top），另一端则称为栈底（Bottom），又称为表头。
2）对栈的基本操作有push和pop，表示进栈和出栈，相当于插入和删除操作。存储数据时，先进入的数据被压入栈底，后进入的数据则在栈顶；读取数据时，从栈顶开始弹出数据。
3）在PHP函数中，array_push函数是向数组尾部添加元素，即入栈操作；array_pop函数是删除数组尾部元素，即出栈操作。
$array = array('a', 'b');
array_push($array, 'c'); //入栈
array_pop($array); //出栈
栈的数组实现
选择用数组表示栈内容必须预先估计栈的最大容量。因为数组一旦创建，其大小是无法改变的，而数组设置过大可能会浪费大量内存，设置过小又可能会溢出。
<?php /** * php用数组实现栈:后入先出LIFO 1. getLength(): 获得栈的长度 2. push(): 入栈，在最顶层加入数据。 3. pop(): 出栈，返回并移除最顶层的数据。 4. getTop(): 返回最顶层数据的值，但不移除它 5. clearStack(): 清空栈 6. show(): 遍历栈元素 */ class Stack { // 使用数组实现栈结构 public $stack = array(); // 获得栈的长度 public function getLength() { return count($this->stack); } // 入栈，在最顶层加入数据。 public function push($element) { $this->stack[] = $element; } // 出栈，返回并移除最顶层的数据。 public function pop() { if ($this->getLength() > 0) { return array_pop($this->stack); } } // 返回最顶层数据的值，但不移除它 public function getTop() { $top = $this->getLength() - 1; return $this->stack[$top]; } // 清空栈 public function clearStack() { unset($this->stack); // $this->stack = array(); } // 遍历栈元素 public function show() { if ($this->getLength() > 0) { for ($i = 0; $i < $this->getLength(); $i++) { echo $this->stack[$i] . PHP_EOL; } } echo "空！"; } } // 测试 $s = new Stack(); $s->push('a'); $s->push('b'); $s->push('c'); echo "栈为："; $s->show(); echo "</br>"; echo '栈顶元素为' . $s->getTop(); echo "</br>"; echo '栈的长度为：' . $s->getLength(); echo "</br>"; $s->pop(); echo "出栈，弹出c，栈为："; $s->show(); echo "</br>"; echo "清空栈，栈为："; $s->clearStack(); $s->show();
栈的链表实现
<?php /** * php用数组实现栈:后入先出LIFO 1. isEmpty(): 判断队列是否为空。 2. push(): 入栈，插入新的栈顶节点 3. pop(): 出栈，删除栈顶元素 4. clear(): 清空栈 5. show(): 遍历栈元素 */ // 节点类 class Node { public $data; // 节点数据 public $next; // 下一节点 public function __construct($data) { $this->data = $data; $this->next = NULL; } } class Stack { private $header; // 头节点 function __construct($data) { $this->header = new Node($data); } // 判断栈是否为空 public function isEmpty() { if ($this->header->next !== null) { // 不为空 return false; } return true; } // 入栈，插入新的栈顶节点 public function push($element) { $newNode = new Node($element); $current = $this->header; if ($current->next == null) { // 只有头节点 $this->header->next = $newNode; } else { // 遍历到栈尾最后一个元素 while ($current->next != null) { $current = $current->next; } $current->next = $newNode; } $newNode->next = null; } // 出栈，删除栈顶元素 public function pop() { if ($this->isEmpty()) { // 栈为空 return false; } $current = $this->header; while ($current->next->next != null) { $current = $current->next; } $current->next = null; } // 清空栈 public function clear() { $this->header = null; } // 显示栈中的元素 public function show() { $current = $this->header; if ($this->isEmpty()) { echo "空！"; } while ($current->next != null) { echo $current->next->data . PHP_EOL; $current = $current->next; } } } // 测试 $s = new Stack('header'); $s->push('a'); $s->push('b'); $s->push('c'); echo "栈为："; $s->show(); echo "</br>"; $s->pop(); echo "出栈，弹出c，栈为："; $s->show(); echo "</br>"; echo "清空栈，栈为："; $s->clear(); $s->show();
