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PHP 实现广度优先遍历算法

冬瑶酱_9213

冬瑶酱_9213

发布时间:2026-03-08 16:22:03

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来源于php中文网

原创

广度优先遍历(BFS)在PHP中用数组模拟队列实现层级遍历,关键包括初始化根节点入队、循环出队并入队非空子节点、避免null入队;图结构需用$visited标记防重复访问;按层分组需记录每层队列长度并内层循环处理。

php 实现广度优先遍历算法

广度优先遍历(BFS)在 PHP 中通常用于树或图的层级遍历,核心是借助队列(FIFO)逐层访问节点。实现关键在于:用数组模拟队列、避免重复访问、正确处理子节点入队时机。

使用数组模拟队列实现二叉树 BFS

PHP 没有原生队列类型,但可用 array_shift() 和 array_push() 模拟队列的出队与入队操作。注意 array_shift() 时间复杂度为 O(n),小规模数据无压力;若需高性能,可改用 SplQueue。

  • 初始化队列,将根节点入队
  • 循环直到队列为空:取出队首节点,输出/处理其值,再将其非空左右子节点依次入队
  • 确保只对存在子节点才入队,避免 null 入队引发警告

避免重复访问(适用于图结构)

树天然无环,无需判重;但图中可能存在环或双向边,必须记录已访问节点,否则会无限循环。

  • 用关联数组(如 $visited[$nodeId] = true)标记访问状态
  • 每次从队列取出节点后,先检查是否已访问,再处理并标记
  • 邻接表表示图时,遍历当前节点的所有邻居,未访问过的才入队

返回层级化结果(按层分组)

若需区分每层节点(例如返回 [[1], [2,3], [4,5,6]]),不能简单顺序输出,而要在每轮循环中一次性处理完当前层所有节点。

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  • 每次进入 while 循环前,记录当前队列长度 $size = count($queue)
  • 内层 for 循环执行 $size 次,保证只处理本层节点
  • 每轮内循环中收集节点值到临时数组,结束后推入结果数组

完整示例:二叉树层级遍历

// 假设 TreeNode 类已定义:class TreeNode { public $val; public $left; public $right; ... }

$root = new TreeNode(1);
$root->left = new TreeNode(2);
$root->right = new TreeNode(3);
$root->left->left = new TreeNode(4);
$root->left->right = new TreeNode(5);

$result = [];
if (!$root) return $result;
$queue = [$root];
while (!empty($queue)) {
  $levelSize = count($queue);
  $currentLevel = [];
  for ($i = 0; $i     $node = array_shift($queue);
    $currentLevel[] = $node->val;
    if ($node->left) array_push($queue, $node->left);
    if ($node->right) array_push($queue, $node->right);
  }
  $result[] = $currentLevel;
}
// $result = [[1], [2,3], [4,5]]

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