【PHP数据结构】顺序表（数组）的相关逻辑操作

在定义好了物理结构，也就是存储结构之后，我们就需要对这个存储结构进行一系列的逻辑操作。在这里，我们就从顺序表入手，因为这个结构非常简单，就是我们最常用的数组。那么针对数组，我们通常都会有哪些操作呢？

不用想得太复杂，我们只需要这几个简单的操作就可以了：

1.查找

2.插入

3.删除

是不是很简单？为什么没有遍历呢？我们经常要去遍历一个数组呀？

请注意，在这里，我们是以数据结构的角度来讲顺序表这个物理结构。遍历操作一般针对的会是更复杂的一些结构，比如树、图，从一个结点开始去遍历所有的路径之类的。而对于顺序表这个物理结构来说来说，我们只需要掌握上述那三个操作，不需要包含遍历。

又有同学说了，在 PHP 中，这三个操作简直太简单好不好，完全没有技术含量呀！

小心不要入坑了哦，查找我们说的是找到这个值所在的下标，而不是给你一个下标简单的输出一个值。另外，插入和删除我们是需要考虑一个问题的，那就是我们第 i 个位置插入或者删除数据之后，i+1 及其之后的数据是不是也要相应的移动呢？要小心，我们是插入和删除一个下标位置的内容，而不是修改替换这个下标的内容！！！

好吧，还是直接以实例来说明。

插入

/**
 * 数组插入
 * @param array $list 顺序表数组
 * @param int $i 插入数据下标
 * @param mixed $e 数组元素
 * return bool 成功失败结果
 */
function ListInsert(array &$list, int $i, $e)
{
    $c = count($list);
    if ($i < 0 || $i > $c) {
        return false;
    }

    $j = $c - 1;
    while ($j >= $i) {
        // 从后往前，下一个位置的值变成现在这个位置的值
        // 数据向后挪动
        $list[$j + 1] = $list[$j];
        $j--;
    }
    // 在指定位置插入值
    $list[$i] = $e;
    return true;
}

插入操作首先要判断是否下标越界。接下来就从后往前地将插入位置之后的数据向后挪动一位，最后将新增加的数据放到指定的位置。需要注意的是，在这个操作中，我们最主要关心的就是这个数据位置的移动。我们为什么要从数组最后一位开始进行挪动，而不是从插入位置开始移动呢？如果从插入位置开始，那么后面的数据就会都是一个数据了，也就是插入位置的下一个数据。大家有兴趣的可以自己尝试一下。

$arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7];

ListInsert($arr, 3, 55);
print_r($arr);
// Array
// (
//     [0] => 1
//     [1] => 2
//     [2] => 3
//     [3] => 55
//     [4] => 4
//     [5] => 5
//     [6] => 6
//     [7] => 7
// )

在上面的测试代码中，我们往数据的位置 3 处插入一个数据 55 。可以看到输出的结果，数组长度增加了一位，并且从下标 3 的位置开始，后面的数据都向后移动了一位。

删除

/**
 * 删除指定下标元素
 * @param array $list 顺序表数组
 * @param int $i 插入数据下标
 * return bool 成功失败结果
 */
function ListDelete(array &$list, int $i)
{
    $c = count($list);
    if ($i < 0 || $i > $c - 1) {
        return false;
    }

    $j = $i;
    while ($j < $c) {
        // 当前位置的值变成下一个位置的值
        // 数据向前挪动
        $list[$j] = $list[$j+1];
        $j++;
    }
    // 去掉最后一个数据
    unset($list[$c - 1]);
    return true;
}

学习了上面的插入操作之后，相信大部分同学也能想象到删除元素的操作正好跟插入是返过来的。第一步依然还是判断下标是否合规。接下来就是把指定删除的下标元素之后的元素向前挪动一位。在这里，我们是从删除下标开始将元素依次向前移动一位，最后再删除掉重复的最后一位数据，也就是实现数组元素数量的减 1 操作。

$arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7];
ListDelete($arr, 5);
print_r($arr);
// Array
// (
//     [0] => 1
//     [1] => 2
//     [2] => 3
//     [3] => 4
//     [4] => 5
//     [5] => 7
// )

测试结果也很清楚，原来在下标 5 位置的元素是 6 。我们删除了下标为 5 的元素后，整个数据的元素数量减少了一位，后面的元素要移动上来，也就是元素 7 要移动到 5 的位置上来。

查找

查找就是简单的做一个线性查找即可，也就是一个一个的去比对数据，看我们需要的数据在数组的哪个位置。

/**
 * 查找
 * @param array $list 顺序表数组
 * @param mixed $e 数组元素
 * return int 查找结果下标
 */
function LocateElem(array $list, $e)
{
    $c = count($list);
    for ($i = 0; $i < $c; $i++) {
        if ($list[$i] == $e) {
            return $i;
        }
    }
    return -1;
}

如果找到了数据，我们就返回当前数据所在位置的下标。如果到最后依然没有找到对应的数据，就返回一个 -1 表示我们没有找到对应的数据。

总结

欢迎进入数据结构与算法的世界，意不意外，惊不惊喜，今天第一次写这么多代码，但是写出来的是不是感觉和我们平常写的不太一样？就像插入和删除的数据移动一样，如果平常没注意的话可能还真的不知道我们应该反过来移动才能得到正确的结果。这就是数据结构和算法学习的乐趣，挑战自己，每一天都是超越！

测试代码：

https://github.com/zhangyue0503/Data-structure-and-algorithm/blob/master/2.线性表/source/2.2%20顺序表（数组）的相关逻辑操作.php

参考资料：

《数据结构》第二版，严蔚敏

《数据结构》第二版，陈越

《数据结构高分笔记》2020版，天勤考研