Detailed explanation of common PHP algorithms and data structure examples

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: qishou
 * Date: 15-8-2
 * Time: 上午9:12
 */
header("content-type:text/html;charset=utf-8");
$arr = array(3,5,8,4,9,6,1,7,2);
echo implode(" ",$arr)."<br/>";
//---------------------------------------
//       常用排序算法
//---------------------------------------
//冒泡排序
function BubbleSort($arr){
  $length = count($arr);
  if($length<=1){
    return $arr;
  }
  for($i=0;$i<$length;$i++){
    for($j=$length-1;$j>$i;$j--){
      if($arr[$j]<$arr[$j-1]){
        $tmp = $arr[$j];
        $arr[$j] = $arr[$j-1];
        $arr[$j-1] = $tmp;
      }
    }
  }
  return $arr;
}
echo &#39;冒泡排序：&#39;;
echo implode(&#39; &#39;,BubbleSort($arr))."<br/>";

//快速排序
function QSort($arr){
  $length = count($arr);
  if($length <=1){
    return $arr;
  }
  $pivot = $arr[0];//枢轴
  $left_arr = array();
  $right_arr = array();
  for($i=1;$i<$length;$i++){//注意$i从1开始0是枢轴
    if($arr[$i]<=$pivot){
      $left_arr[] = $arr[$i];
    }else{
      $right_arr[] = $arr[$i];
    }
  }
  $left_arr = QSort($left_arr);//递归排序左半部分
  $right_arr = QSort($right_arr);//递归排序右半部份
  return array_merge($left_arr,array($pivot),$right_arr);//合并左半部分、枢轴、右半部分
}
echo "快速排序：";
echo implode(&#39; &#39;,QSort($arr))."<br/>";

//选择排序(不稳定)
function SelectSort($arr){
  $length = count($arr);
  if($length<=1){
    return $arr;
  }
  for($i=0;$i<$length;$i++){
    $min = $i;
    for($j=$i+1;$j<$length;$j++){
      if($arr[$j]<$arr[$min]){
        $min = $j;
      }
    }
    if($i != $min){
      $tmp = $arr[$i];
      $arr[$i] = $arr[$min];
      $arr[$min] = $tmp;
    }
  }
  return $arr;
}
echo "选择排序：";
echo implode(&#39; &#39;,SelectSort($arr))."<br/>";

//插入排序
function InsertSort($arr){
  $length = count($arr);
  if($length <=1){
    return $arr;
  }
  for($i=1;$i<$length;$i++){
    $x = $arr[$i];
    $j = $i-1;
    while($x<$arr[$j] && $j>=0){
      $arr[$j+1] = $arr[$j];
      $j--;
    }
    $arr[$j+1] = $x;
  }
  return $arr;
}
echo &#39;插入排序：&#39;;
echo implode(&#39; &#39;,InsertSort($arr))."<br/>";
//---------------------------------------
//       常用查找算法
//---------------------------------------
//二分查找
function binary_search($arr,$low,$high,$key){
  while($low<=$high){
    $mid = intval(($low+$high)/2);
    if($key == $arr[$mid]){
      return $mid+1;
    }elseif($key<$arr[$mid]){
      $high = $mid-1;
    }elseif($key>$arr[$mid]){
      $low = $mid+1;
    }
  }
  return -1;
}
$key = 6;
echo "二分查找{$key}的位置：";
echo binary_search(QSort($arr),0,8,$key);

//顺序查找
function SqSearch($arr,$key){
  $length = count($arr);
  for($i=0;$i<$length;$i++){
    if($key == $arr[$i]){
      return $i+1;
    }
  }
  return -1;
}
$key = 8;
echo "<br/>顺序常规查找{$key}的位置：";
echo SqSearch($arr,$key);
//---------------------------------------
//       常用数据结构
//---------------------------------------
//线性表的删除(数组实现)
function delete_array_element($arr,$pos){
  $length = count($arr);
  if($pos<1 || $pos>$length){
    return "删除位置出错!";
  }
  for($i=$pos-1;$i<$length-1;$i++){
    $arr[$i] = $arr[$i+1];
  }
  array_pop($arr);
  return $arr;
}
$pos = 3;
echo "<br/>除第{$pos}位置上的元素后：";
echo implode(&#39; &#39;,delete_array_element($arr,$pos))."<br/>";

/**
 * Class Node
 * PHP模拟链表的基本操作
 */
class Node{
  public $data = &#39;&#39;;
  public $next = null;
}
//初始化
function init($linkList){
  $linkList->data = 0; //用来记录链表长度
  $linkList->next = null;
}
//头插法创建链表
function createHead(&$linkList,$length){
  for($i=0;$i<$length;$i++){
    $newNode = new Node();
    $newNode->data = $i;
    $newNode->next = $linkList->next;//因为PHP中对象本身就是引用所以不用再可用“&”
    $linkList->next = $newNode;
    $linkList->data++;
  }
}
//尾插法创建链表
function createTail(&$linkList,$length){
  $r = $linkList;
  for($i=0;$i<$length;$i++){
    $newNode = new Node();
    $newNode->data = $i;
    $newNode->next = $r->next;
    $r->next = $newNode;
    $r = $newNode;
    $linkList->data++;
  }
}
//在指定位置插入指定元素
function insert($linkList,$pos,$elem){
  if($pos<1 && $pos>$linkList->data+1){
    echo "插入位置错误！";
  }
  $p = $linkList;
  for($i=1;$i<$pos;$i++){
    $p = $p->next;
  }
  $newNode = new Node();
  $newNode->data = $elem;
  $newNode->next = $p->next;
  $p->next = $newNode;
}
//删除指定位置的元素
function delete($linkList,$pos){
  if($pos<1 && $pos>$linkList->data+1){
    echo "位置不存在！";
  }
  $p = $linkList;
  for($i=1;$i<$pos;$i++){
    $p = $p->next;
  }
  $q = $p->next;
  $p->next = $q->next;
  unset($q);
  $linkList->data--;
}
//输出链表数据
function show($linkList){
  $p = $linkList->next;
  while($p!=null){
    echo $p->data." ";
    $p = $p->next;
  }
  echo &#39;<br/>&#39;;
}

$linkList = new Node();
init($linkList);//初始化
createTail($linkList,10);//尾插法创建链表
show($linkList);//打印出链表
insert($linkList,3,&#39;a&#39;);//插入
show($linkList);
delete($linkList,3);//删除
show($linkList);

/**
 * Class Stack
 * 用PHP模拟顺序栈的基本操作
 */
class Stack{
  //用默认值直接初始化栈了，也可用构造方法初始化栈
  private $top = -1;
  private $maxSize = 5;
  private $stack = array();

  //入栈
  public function push($elem){
    if($this->top >= $this->maxSize-1){
      echo "栈已满！<br/>";
      return;
    }
    $this->top++;
    $this->stack[$this->top] = $elem;
  }
  //出栈
  public function pop(){
    if($this->top == -1){
      echo "栈是空的！";
      return ;
    }
    $elem = $this->stack[$this->top];
    unset($this->stack[$this->top]);
    $this->top--;
    return $elem;
  }
  //打印栈
  public function show(){
    for($i=$this->top;$i>=0;$i--){
      echo $this->stack[$i]." ";
    }
    echo "<br/>";
  }
}

$stack = new Stack();
$stack->push(3);
$stack->push(5);
$stack->push(8);
$stack->push(7);
$stack->push(9);
$stack->push(2);
$stack->show();
$stack->pop();
$stack->pop();
$stack->pop();
$stack->show();

/**
 * Class Deque
 * 使用PHP实现双向队列
 */
class Deque{
  private $queue = array();
  public function addFirst($item){//头入队
    array_unshift($this->queue,$item);
  }
  public function addLast($item){//尾入队
    array_push($this->queue,$item);
  }
  public function removeFirst(){//头出队
    array_shift($this->queue);
  }
  public function removeLast(){//尾出队
    array_pop($this->queue);
  }
  public function show(){//打印
    foreach($this->queue as $item){
      echo $item." ";
    }
    echo "<br/>";
  }
}
$deque = new Deque();
$deque->addFirst(2);
$deque->addLast(3);
$deque->addLast(4);
$deque->addFirst(5);
$deque->show();

//PHP解决约瑟夫环问题
//方法一
function joseph_ring($n,$m){
  $arr = range(1,$n);
  $i = 0;
  while(count($arr)>1){
    $i=$i+1;
    $head = array_shift($arr);
    if($i%$m != 0){ //如果不是则重新压入数组
      array_push($arr,$head);
    }
  }
  return $arr[0];
}
//方法二
function joseph_ring2($n,$m){
  $r = 0;
  for($i=2;$i<=$n;$i++){
    $r = ($r+$m)%$i;
  }
  return $r + 1;
}
echo "<br/>".joseph_ring(60,5)."<br/>";
echo "<br/>".joseph_ring2(60,5)."<br/>";