Зарегистрируйтесь для доступа к 15+ бесплатным курсам по программированию с тренажером

Обход дерева PHP: Деревья

Пошаговый перебор элементов дерева по связям между узлами-предками и узлами-потомками называется обходом дерева. Подразумевается, что в процессе обхода каждый узел будет затронут только один раз. По большому счёту, всё так же, как и в обходе любой коллекции, используя цикл или рекурсию. Только в случае деревьев способов обхода больше, чем просто слева направо и справа налево.

В данном курсе используется один порядок обхода — обход в глубину, так как он естественным образом получается при рекурсивном обходе. Об остальных способах можно прочитать на википедии либо в рекомендуемых Хекслетом книгах.

Один из методов обхода дерева (графа в общем случае). Стратегия этого поиска состоит в том, чтобы идти вглубь одного поддерева настолько, насколько это возможно. Этот алгоритм естественным образом ложится на рекурсивное решение и получается сам собой.

Depth-first Search

Рассмотрим данный алгоритм на примере следующего дерева:

//     * A
//   / | \
// B * C * D
//  /|   |\
// E F   G J

Каждая нелистовая вершина обозначена звёздочкой. Обход начинается с корневого узла.

  1. Проверяем, есть ли у вершины A дети. Если есть, то запускаем обход рекурсивно для каждого ребёнка независимо;
  2. Внутри первого рекурсивного вызова оказывается следующее поддерево:
// B *
//  /|
// E F

Повторяем логику первого шага. Проваливаемся на уровень ниже.

  1. Внутри оказывается листовой элемент E. Функция убеждается, что у узла нет дочерних элементов, выполняет необходимую работу и возвращает результат наверх.
  2. Снова оказываемся в ситуации:
// B *
//  /|
// E F

В этом месте, как мы помним, рекурсивный вызов запускался на каждом из детей. Так как первый ребёнок уже был посещён, второй рекурсивный вызов заходит в узел F и выполняет там свою работу. После этого происходит возврат выше, и всё повторяется до тех пор, пока не дойдёт до корня.

<?php

$tree = mkdir('/', [
  mkdir('etc', [
    mkfile('bashrc'),
    mkfile('consul.cfg'),
  ]),
  mkfile('hexletrc'),
  mkdir('bin', [
    mkfile('ls'),
    mkfile('cat'),
  ]),
]);

function dfs($tree)
{
  // Распечатываем содержимое узла
  echo getName($tree) . "\n";
  // Если это файл, то возвращаем управление
  if (isFile($tree)) {
      return;
  }

  // Получаем детей
  $children = getChildren($tree);

  // Применяем функцию dfs ко всем дочерним элементам
  // Множество рекурсивных вызовов в рамках одного вызова функции
  // называется древовидной рекурсией
  array_map(fn($child) => dfs($child), $children);
}

dfs($tree);
// => /
// => etc
// => bashrc
// => consul.cfg
// => hexletrc
// => bin
// => ls
// => cat

https://repl.it/@hexlet/php-trees-traversal-dfs

Печать на экран в примере выше — это лишь демонстрация. В реальности же нас интересует либо изменение дерева, либо агрегация данных по нему. Агрегацию данных рассмотрим позже, а сейчас разберём изменение.

Допустим, мы хотим реализовать функцию, которая меняет владельца для всего дерева, то есть всех директорий и файлов. Для этого нам придётся соединить две вещи: рекурсию, разобранную выше, и код обновления узлов, который изучался в прошлом уроке.

<?php

function changeOwner($tree, $owner)
{
  $name = getName($tree);
  $newMeta = getMeta($tree);
  $newMeta['owner'] = $owner;

  if (isFile($tree)) {
    // Возвращаем обновленный файл
    return mkfile($name, $newMeta);
  }

  $children = getChildren($tree);
  // Ключевая строчка
  // Вызываем рекурсивное обновление каждого ребенка
  $newChildren = array_map(function ($child) use ($owner) {
      return changeOwner($child, $owner);
  }, $children);
  // Создаем директорию
  $newTree = mkdir($name, $newChildren, $newMeta);

  // Возвращаем обновленную директорию
  return $newTree;
}

// Эту функцию можно обобщить до map (отображения) работающего с деревьями

https://repl.it/@hexlet/php-trees-traversal-changeOwner

Ключевое отличие от первого примера – вместо печати на экран, формируются новые узлы и возвращаются наружу. В конце концов из них собирается новое дерево.

Всё, что будет дальше делаться по ходу курса, неизменно базируется на этом алгоритме. Попробуйте открыть редактор на своём компьютере и самостоятельно реализовать эту функцию без подглядывания. Так вы убедитесь в том, что поняли происходящее.


Аватары экспертов Хекслета

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.

Ошибки, сложный материал, вопросы >
Нашли опечатку или неточность?

Выделите текст, нажмите ctrl + enter и отправьте его нам. В течение нескольких дней мы исправим ошибку или улучшим формулировку.

Что-то не получается или материал кажется сложным?

Загляните в раздел «Обсуждение»:

  • задайте вопрос. Вы быстрее справитесь с трудностями и прокачаете навык постановки правильных вопросов, что пригодится и в учёбе, и в работе программистом;
  • расскажите о своих впечатлениях. Если курс слишком сложный, подробный отзыв поможет нам сделать его лучше;
  • изучите вопросы других учеников и ответы на них. Это база знаний, которой можно и нужно пользоваться.
Об обучении на Хекслете

Для полного доступа к курсу нужна профессиональная подписка

Профессиональная подписка откроет полный доступ ко всем курсам, упражнениям и урокам Хекслета, проектам и пожизненный доступ к теории пройденных уроков. Подписку можно отменить в любой момент.

Получить доступ
900
упражнения
2000+
часов теории
3200
тестов

Открыть доступ

Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно.

  • 120 курсов, 2000+ часов теории
  • 900 практических заданий в браузере
  • 360 000 студентов
Отправляя форму, вы соглашаетесь c «Политикой конфиденциальности» и «Условиями оказания услуг»

Наши выпускники работают в компаниях:

Логотип компании Альфа Банк
Логотип компании Aviasales
Логотип компании Yandex
Логотип компании Tinkoff
Рекомендуемые программы

С нуля до разработчика. Возвращаем деньги, если не удалось найти работу.

Иконка программы PHP-разработчик
Профессия
Разработка веб-приложений на Laravel
22 сентября 8 месяцев

Есть вопрос или хотите участвовать в обсуждении?

Зарегистрируйтесь или войдите в свой аккаунт

Отправляя форму, вы соглашаетесь c «Политикой конфиденциальности» и «Условиями оказания услуг»