鏈表的操作相對(duì)順序表來說就復(fù)雜了許多。因?yàn)镻HP確實(shí)已經(jīng)為我們解決了很多數(shù)組操作上的問題，所以我們可以很方便的操作數(shù)組，也就不用為數(shù)組定義很多的邏輯操作。比如在C中，數(shù)組是有長(zhǎng)度限制的，而在PHP中我們就不會(huì)考慮這個(gè)問題。

鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的定義

首先，在之前的關(guān)于線性表的第一篇文章中我們就說過鏈表的定義，在這里，我們?cè)購(gòu)?fù)習(xí)一下之前的那個(gè)關(guān)于鏈表的圖來更清晰的理解鏈表的概念。

我們將圖中的節(jié)點(diǎn) Node 用類來表示：

/**  * 鏈表結(jié)構(gòu)  */ class LinkedList {     public $data;     public $next; }

一個(gè)鏈表類就看可以看做是鏈表中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它包含兩個(gè)內(nèi)容，data 表示數(shù)據(jù)，next 表示下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針。就像鏈條一樣一環(huán)套一環(huán)，這就是傳說中的鏈表結(jié)構(gòu)。

生成鏈表及初始化操作

/**  * 生成鏈表  */ function createLinkedList() {     $list = new LinkedList();     $list->data = null;     $list->next = null;     return $list; }  /**  * 初始化鏈表  * @param array $data 鏈表中要保存的數(shù)據(jù)，這里以數(shù)組為參考  * @return LinkedList 鏈表數(shù)據(jù)  */ function Init(array $data) {     // 初始化     $list = createLinkedList();     $r = $list;     foreach ($data as $key => $value) {         $link = new LinkedList();         $link->data = $value;         $link->next = null;         $r->next = $link;         $r = $link;     }     return $list; }  $link = Init(range(1, 10));  print_r($link); // LinkedList Object // ( //     [data] => //     [next] => LinkedList Object //         ( //             [data] => 1 //             [next] => LinkedList Object //                 ( //                     [data] => 2 //                     [next] => LinkedList Object //                         ( //                             [data] => 3 //                             [next] => LinkedList Object //                                 ( //                                     [data] => 4 //                                     [next] => LinkedList Object //                                         ( //                                             [data] => 5 //                                             [next] => LinkedList Object //                                                 ( //                                                     [data] => 6 //                                                     [next] => LinkedList Object //                                                         ( //                                                             [data] => 7 //                                                             [next] => LinkedList Object //                                                                 ( //                                                                     [data] => 8 //                                                                     [next] => LinkedList Object //                                                                         ( //                                                                             [data] => 9 //                                                                             [next] => LinkedList Object //                                                                                 ( //                                                                                     [data] => 10 //                                                                                     [next] => //                                                                                 )  //                                                                         )  //                                                                 )  //                                                         )  //                                                 )  //                                         )  //                                 )  //                         )  //                 )  //         )  // )

在使用鏈表的時(shí)候，我們一般會(huì)讓第一個(gè)結(jié)點(diǎn)不包含任何數(shù)據(jù)，僅僅是做為一個(gè)空的結(jié)點(diǎn)來指向第一個(gè)有數(shù)據(jù)的結(jié)點(diǎn)。這種結(jié)點(diǎn)我們可以稱之為頭結(jié)點(diǎn)，如果需要判斷鏈表是否為空的話，只需要判斷第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的 next 是否為空就可以了。在上面的代碼中，創(chuàng)建鏈表 createLinkedList() 函數(shù)其實(shí)就是生成了這樣一個(gè)頭結(jié)點(diǎn)。

然后，我們通過 Init() 初始化函數(shù)來構(gòu)造這個(gè)鏈表。構(gòu)造過程還是比較簡(jiǎn)單的，這里我們是固定的傳遞進(jìn)來一個(gè)數(shù)組，按照這個(gè)數(shù)組結(jié)構(gòu)來構(gòu)造這個(gè)鏈表，當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以使用任何數(shù)據(jù)來構(gòu)造鏈表。構(gòu)造過程也并不復(fù)雜，將當(dāng)前結(jié)點(diǎn)賦值給 r 變量，然后創(chuàng)建一個(gè)新結(jié)點(diǎn)，讓 r->next 等于這個(gè)新創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)就可以了。構(gòu)造好的鏈表直接打印出來的結(jié)構(gòu)就是注釋中的形式。

遍歷鏈表

function IteratorLinkedList(LinkedList $link) {     while (($link = $link->next) != null) {         echo $link->data, ',';     }     echo PHP_EOL; }

鏈表的遍歷是不是非常像某些數(shù)據(jù)庫(kù)的游標(biāo)操作，或者像迭代器模式的操作一樣。沒錯(cuò)，其實(shí)游標(biāo)和迭代器的結(jié)構(gòu)就是鏈表的一種表現(xiàn)形式。我們不停的尋找 $next 直到?jīng)]有下一個(gè)結(jié)點(diǎn)為止，這樣就完成了一次鏈表的遍歷?？梢钥闯?，這個(gè)過程的時(shí)間復(fù)雜度是 O(n) 。

插入、刪除

/**  * 鏈表指定位置插入元素  * @param LinkedList $list 鏈表數(shù)據(jù)  * @param int $i 位置  * @param mixed $data 數(shù)據(jù)  */ function Insert(LinkedList &$list, int $i, $data) {     $j = 0;     $item = $list;     // 遍歷鏈表，找指定位置的前一個(gè)位置     while ($j < $i - 1) {         $item = $item->next;         $j++;     }      // 如果 item 不存在或者 $i > n+1 或者 $i < 0     if ($item == null || $j > $i - 1) {         return false;     }      // 創(chuàng)建一個(gè)新節(jié)點(diǎn)     $s = new LinkedList();     $s->data = $data;      // 新創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向原 i-1 節(jié)點(diǎn)的下一跳節(jié)點(diǎn)，也就是當(dāng)前的 i 節(jié)點(diǎn)     $s->next = $item->next;     // 將 i-1 節(jié)點(diǎn)的下一跳節(jié)點(diǎn)指向 s ，完成將 s 插入指定的 i 位置，并讓原來的 i 位置元素變成 i+1 位置     $item->next = $s;      return true; }  /**  * 刪除鏈表指定位置元素  * @param LinkedList $list 鏈表數(shù)據(jù)  * @param int $i 位置  */ function Delete(LinkedList &$list, int $i) {     $j = 0;     $item = $list;     // 遍歷鏈表，找指定位置的前一個(gè)位置     while ($j < $i - 1) {         $item = $item->next;         $j++;     }     // 如果 item 不存在或者 $i > n+1 或者 $i < 0     if ($item == null || $j > $i - 1) {         return false;     }      // 使用一個(gè)臨時(shí)節(jié)點(diǎn)保存當(dāng)前節(jié)點(diǎn)信息，$item 是第 i-1 個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以 $item->next 就是我們要找到的當(dāng)前這個(gè) i 節(jié)點(diǎn)     $temp = $item->next;     // 讓當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，也就是目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)， i-1 的這個(gè)節(jié)點(diǎn)的下一跳（原來的 i 位置的節(jié)點(diǎn)）變成原來 i 位置節(jié)點(diǎn)的下一跳 next 節(jié)點(diǎn)，讓i位置的節(jié)點(diǎn)脫離鏈條     $item->next = $temp->next;      return true; }  // 插入 Insert($link, 5, 55); // 遍歷鏈表 IteratorLinkedList($link); // 1,2,3,4,55,5,6,7,8,9,10,  // 刪除 Delete($link, 7); // 遍歷鏈表 IteratorLinkedList($link); // 1,2,3,4,55,5,7,8,9,10,

鏈表的插入和刪除其實(shí)很類似，都是需要尋找到插入或刪除位置的前一個(gè)元素，也就是第 i-1 這個(gè)位置的元素。然后通過對(duì)這個(gè)元素的 next 指針的操作來實(shí)現(xiàn)鏈表元素的插入刪除操作。

它們?cè)诒闅v和位置判斷這兩個(gè)功能中的代碼其實(shí)都是一樣的，不同的是創(chuàng)建時(shí)要新創(chuàng)建一個(gè)結(jié)點(diǎn)，然后讓這個(gè)結(jié)點(diǎn)的 next 指向之前 i-1 位置元素的 next ，再將 i-1 位置元素的 next 指向新創(chuàng)建的這個(gè)結(jié)點(diǎn)。而刪除操作則是保存要?jiǎng)h除這個(gè)位置 i 的結(jié)點(diǎn)到一個(gè)臨時(shí)變量中，然后將 i-1 位置元素的 next 指向刪除位置 i 的 next 。

上面的解釋需要結(jié)合代碼一步一步來看，當(dāng)然，我們也可以結(jié)合下面的這個(gè)圖來學(xué)習(xí)。插入和刪除操作是鏈表操作的核心，也是最復(fù)雜的部分，需要多多理解掌握。

根據(jù)位置查找、根據(jù)數(shù)據(jù)查找

/**  * 根據(jù)位置查找元素位置  * @param LinkedList $list 鏈表數(shù)據(jù)  * @param int $i 位置  */ function GetElem(LinkedList &$list, int $i) {     $item = $list;     $j = 1; // 從第一個(gè)開始查找，0是頭結(jié)點(diǎn)      while ($item && $j <= $i) {         $item = $item->next;         $j++;     }      if (!$item || $j > $i + 1) {         return false;     }     return $item->data;  }  /**  * 根據(jù)數(shù)據(jù)查找數(shù)據(jù)元素所在位置  * @param LinkedList $list 鏈表數(shù)據(jù)  * @param mixed $data 數(shù)據(jù)  */ function LocateElem(LinkedList &$list, $data) {     $item = $list;     $j = 1; // 從第一個(gè)開始查找，0是頭結(jié)點(diǎn)      while (($item = $item->next)!=null) {         if($item->data == $data){             return $j;         }         $j++;     }      return false; }  // 獲取指定位置的元素內(nèi)容 var_dump(GetElem($link, 5)); // int(55)  // 獲取指定元素所在的位置 var_dump(LocateElem($link, 55)); // int(5)

鏈表的查找有兩種形式，一種是給一個(gè)位置，比如要我要第五個(gè)位置的元素內(nèi)容，那么就是根據(jù)指定位置查找元素的值，就像數(shù)組的下標(biāo)一樣。不過需要注意的是，鏈表的下標(biāo)是從 1 開始的，因?yàn)?0 的位置是我們的頭結(jié)點(diǎn)了。當(dāng)然，我們也可以變換代碼忽略掉頭結(jié)點(diǎn)讓它和數(shù)組保持一致，但這樣的話，鏈表的特點(diǎn)就不明顯了，所以這里的測(cè)試代碼我們還是以 1 為起始。

另一種查找就是給定一個(gè)數(shù)據(jù)內(nèi)容，查找它在鏈表的什么位置。其實(shí)這兩種算法都是在遍歷整個(gè)鏈表，本質(zhì)上沒有什么區(qū)別。由于鏈表不像數(shù)組一樣有下標(biāo)的能力，所以它的這些查找操作的時(shí)間復(fù)雜度都是 O(n) 。

總結(jié)

怎么樣，難度上來了吧。鏈表的操作一下就復(fù)雜了很多吧，別急，這只是開胃菜。后面學(xué)習(xí)的內(nèi)容基本上都會(huì)圍繞著順序表（數(shù)組）和鏈表這兩種形式進(jìn)行。而且我們的鏈表學(xué)習(xí)還沒有結(jié)束，下一篇文章，我們將更深入的了解一下鏈表的另外幾種形式：雙向鏈表、循環(huán)鏈表、雙向循環(huán)鏈表。

測(cè)試代碼：

https://github.com/zhangyue0503/Data-structure-and-algorithm/blob/master/2.線性表/source/2.3%20鏈表的相關(guān)邏輯操作.php

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