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PHP 数组与数据结构详解

article 2025/2/26 18:38:26

PHP 学习资料

在 PHP 编程中，数组是一种非常重要的数据类型，它能够存储多个值，并且可以方便地进行各种操作。同时，了解常见的数据结构实现，对于优化程序性能和解决复杂问题也至关重要。接下来，我们将深入探讨 PHP 中数组的创建、遍历、排序、合并等操作，以及一些常见的数据结构实现。

一、数组的创建

1. 使用 array () 函数创建数组

这是最常用的方式，array() 实际上是一种结构，并非严格意义上的函数。可以创建包含不同类型元素的数组，索引可以是整数或字符串。

// 索引数组，存储整数
$numbers = array(1, 3, 5, 7, 9);
// 索引数组，存储字符串
$colors = array("red", "blue", "green");
// 关联数组，键名为字符串，键值为不同类型数据
$student = array("name" => "张三", "age" => 17);
// 空数组
$emptyArray = array();

2. 使用 compact () 函数创建数组

compact() 函数可以将一个或多个变量转换为数组。

$firstname = "Peter";
$lastname = "Griffin";
$age = 38;
$result = compact("firstname", "lastname", "age");
print_r($result);

上述代码会输出一个包含 firstname、lastname 和 age 对应值的数组。

3. 使用 array_combine () 函数创建数组

array_combine() 函数将两个数组合并成一个新数组，其中一个数组的元素作为键名，另一个数组的对应元素作为键值。

$keys = array("a", "b", "c", "d");
$values = array("Cat", "Dog", "Horse", "Cow");
$newArray = array_combine($keys, $values);
print_r($newArray);

需注意，两个参数数组必须有相同数目的元素。

4. 使用 range () 函数创建数组

range() 函数用于创建一个包含指定范围元素的数组，可以是整数范围或字符范围。

// 创建包含0到5的整数数组
$numberRange = range(0, 5);
print_r($numberRange);
// 创建包含0到50，步长为10的整数数组
$numberRangeStep = range(0, 50, 10);
print_r($numberRangeStep);
// 创建包含'a'到'd'的字符数组
$letterRange = range("a", "d");
print_r($letterRange);

5. 使用 array_fill () 函数创建数组

array_fill() 函数用给定的值填充数组。

// 从索引2开始，创建包含3个值为"Dog"的数组
$filledArray = array_fill(2, 3, "Dog");
print_r($filledArray);

二、数组的遍历

1. foreach 循环

这是最常用的遍历数组方式，可方便地访问数组中的每个元素及其键（如果是关联数组）。

$students = array("张三" => 18, "李四" => 20, "王五" => 22);
foreach ($students as $name => $age) {
    echo "$name 的年龄是 $age 岁。<br>";
}

2. for 循环

适用于索引数组，通过数字索引来访问数组元素。

$numbers = array(10, 20, 30, 40, 50);
$count = count($numbers);
for ($i = 0; $i < $count; $i++) {
    echo $numbers[$i]. "<br>";
}

3. while 循环

结合 each() 函数（php7.2 版本之后已废弃）或其他方式来遍历数组。在 php7.2 之前版本可使用如下方式：

$numbers = array(10, 20, 30, 40, 50);
reset($numbers);
while (list($key, $value) = each($numbers)) {
    echo "键：$key，值：$value<br>";
}

在高版本中，可以使用 current()、key() 和 next() 函数组合实现类似功能：

$numbers = array(10, 20, 30, 40, 50);
while ($value = current($numbers)) {
    $key = key($numbers);
    echo "键：$key，值：$value<br>";
    next($numbers);
}

4. array_walk () 函数

使用回调函数对数组的每个元素进行操作。

function square(&$value, $key) {
    $value = $value * $value;
}
$numbers = array(2, 3, 4, 5);
array_walk($numbers, "square");
print_r($numbers);

5. array_map () 函数

将回调函数应用于数组的每个元素，并返回一个包含操作结果的新数组。

function cube($value) {
    return $value * $value * $value;
}
$numbers = array(2, 3, 4, 5);
$newNumbers = array_map("cube", $numbers);
print_r($newNumbers);

三、数组的排序

1. 升序和降序排序

sort() 函数：对数组进行升序排序，索引会重新排列。

$arr = array(3, 1, 2, 5, 4);
sort($arr);
print_r($arr);

rsort() 函数：对数组进行降序排序，索引重新排列。

$arr = array(3, 1, 2, 5, 4);
rsort($arr);
print_r($arr);

2. 保留键值关系的排序

asort() 函数：对数组进行升序排序，同时保留键值关系。

$arr = array("a" => 3, "b" => 1, "c" => 2, "d" => 5, "e" => 4);
asort($arr);
print_r($arr);

arsort() 函数：对数组进行降序排序，保留键值关系。

$arr = array("a" => 3, "b" => 1, "c" => 2, "d" => 5, "e" => 4);
arsort($arr);
print_r($arr);

3. 按键名排序

ksort() 函数：对数组按键名进行升序排序。

$arr = array("b" => 1, "c" => 2, "a" => 3);
ksort($arr);
print_r($arr);

krsort() 函数：对数组按键名进行降序排序。

$arr = array("b" => 1, "c" => 2, "a" => 3);
krsort($arr);
print_r($arr);

4. 用户自定义比较函数排序

usort() 函数：对数组使用用户自定义的比较函数进行排序。

$students = array(
    array("name" => "Tom", "age" => 20),
    array("name" => "Bob", "age" => 23),
    array("name" => "Jerry", "age" => 18)
);
function cmp($a, $b) {
    return $a["age"] - $b["age"];
}
usort($students, "cmp");
print_r($students);

uasort() 函数：使用用户自定义的比较函数进行排序，并保留键值关系。

function cmp1($a, $b) {
    return $a["age"] > $b["age"]? -1 : 1;
}
uasort($students, "cmp1");
print_r($students);

uksort() 函数：使用用户自定义的比较函数按键名进行排序。

function cmp2($a, $b) {
    return strcmp($a["name"], $b["name"]);
}
uksort($students, "cmp2");
print_r($students);

四、数组的合并

1. 使用 + 运算符

可以将两个数组合并，当有相同键名时，左边数组的元素会保留，右边数组相同键名的元素会被忽略。

$array1 = array("a" => 1, "b" => 2);
$array2 = array("b" => 3, "c" => 4);
$mergedArray = $array1 + $array2;
print_r($mergedArray);

2. 使用 array_merge () 函数

array_merge() 函数也用于数组合并。对于索引数组，它会将所有元素按顺序合并；对于关联数组，如果有相同键名，后面数组的元素会覆盖前面数组的元素。

$array1 = array("a" => 1, "b" => 2);
$array2 = array("b" => 3, "c" => 4);
$mergedArray = array_merge($array1, $array2);
print_r($mergedArray);
// 索引数组合并
$array3 = array(1, 2, 3);
$array4 = array(4, 5, 6);
$mergedArray2 = array_merge($array3, $array4);
print_r($mergedArray2);

五、常见的数据结构实现

1. 栈（Stack）

栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构。在 PHP 中，可以使用数组来简单实现栈的功能。

// 初始化栈
$stack = array();
// 入栈操作
array_push($stack, "apple");
array_push($stack, "banana");
array_push($stack, "cherry");
// 出栈操作
$topElement = array_pop($stack);
echo "弹出的元素: ". $topElement. "<br>";
print_r($stack);

2. 队列（Queue）

队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构。同样可以用数组实现。

// 初始化队列
$queue = array();
// 入队操作
array_push($queue, "apple");
array_push($queue, "banana");
array_push($queue, "cherry");
// 出队操作
$frontElement = array_shift($queue);
echo "取出的元素: ". $frontElement. "<br>";
print_r($queue);

3. 链表（Linked List）

链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。在 PHP 中，可以通过类来实现链表。

class Node {
    public $data;
    public $next;
    public function __construct($data) {
        $this->data = $data;
        $this->next = null;
    }
}

class LinkedList {
    private $head;
    public function __construct() {
        $this->head = null;
    }

    // 添加节点到链表尾部
    public function add($data) {
        $newNode = new Node($data);
        if ($this->head == null) {
            $this->head = $newNode;
        } else {
            $current = $this->head;
            while ($current->next!= null) {
                $current = $current->next;
            }
            $current->next = $newNode;
        }
    }

    // 遍历链表
    public function traverse() {
        $current = $this->head;
        while ($current!= null) {
            echo $current->data. " ";
            $current = $current->next;
        }
        echo "<br>";
    }
}

$linkedList = new LinkedList();
$linkedList->add("apple");
$linkedList->add("banana");
$linkedList->add("cherry");
$linkedList->traverse();