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深入理解PHP之数组(遍历顺序) Laruence原创

2018-12-30 PHP 前端之家

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了深入理解PHP之数组(遍历顺序) Laruence原创，前端之家小编觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。

经常会有人问我,PHP的数组,如果用foreach来访问,遍历的顺序是固定的么? 以什么顺序遍历呢?
比如:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="89747" class="copybut" id="copybut89747" onclick="doCopy('code89747')"> 代码如下:

<div class="codebody" id="code89747">
<?PHP
$arr['laruence'] = 'huixinchen';
$arr['yahoo'] = 2007;
$arr['baidu'] = 2008;
foreach ($arr as $key => $val) {
//结果是什么?
}

又比如:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="81461" class="copybut" id="copybut81461" onclick="doCopy('code81461')"> 代码如下:

<div class="codebody" id="code81461">
<?PHP
$arr[2] = 'huixinchen';
$arr[1] = 2007;
$arr[0] = 2008;
foreach ($arr as $key => $val) {
//现在结果又是什么?
}

要完全了解清楚这个问题,我想首先应该要大家了解PHP数组的内部实现结构……… PHP的数组
在PHP中,数组是用一种HASH结构(HashTable)来实现的,PHP使用了一些机制,使得可以在O(1)的时间复杂度下实现数组的增删,并同时支持线性遍历和随机访问. 之前的文章中也讨论过,PHP的HASH算法,基于此,我们做进一步的延伸. 认识HashTable之前,首先让我们看看HashTable的结构定义,我加了注释方便大家理解:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="59435" class="copybut" id="copybut59435" onclick="doCopy('code59435')"> 代码如下:

<div class="codebody" id="code59435">
typedef struct _hashtable {
uint nTableSize; / 散列表大小,Hash值的区间 /
uint nTableMask; / 等于nTableSize -1,用于快速定位 /
uint nNumOfElements; / HashTable中实际元素的个数 /
ulong nNextFreeElement; / 下个空闲可用位置的数字索引 /
Bucket pInternalPointer; / 内部位置指针,会被reset,current这些遍历函数使用 /
Bucket pListHead; / 头元素,用于线性遍历 /
Bucket pListTail; / 尾元素,用于线性遍历 */
Bucket *arBuckets; / 实际的存储容器 /
dtor_func_t pDestructor;/ 元素的析构函数(指针) /
zend_bool persistent;
unsigned char nApplyCount; / 循环遍历保护 /
zend_bool bApplyProtection;
#if ZEND_DEBUG
int inconsistent;
#endif
} HashTable;

关于nApplyCount的意义,我们可以通过一个例子来了解:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="98955" class="copybut" id="copybut98955" onclick="doCopy('code98955')"> 代码如下:

<div class="codebody" id="code98955">
<?PHP
$arr = array(1,2,3,4,5,);
$arr[] = &$arr; var_export($arr); //Fatal error: Nesting level too deep - recursive dependency?

这个字段就是为了防治循环引用导致的无限循环而设立的. 查看上面的结构,可以看出,对于HashTable,关键元素就是arBuckets了,这个是实际存储的容器,让我们来看看它的结构定义:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="80393" class="copybut" id="copybut80393" onclick="doCopy('code80393')"> 代码如下:<div class="codebody" id="code80393">
typedef struct bucket {
ulong h; / 数字索引/hash值 /
uint nKeyLength; / 字符索引的长度 /
void pData; / 数据 /
void pDataPtr; / 数据指针 /
struct bucket pListNext; / 下一个元素,用于线性遍历 /
struct bucket pListLast; / 上一个元素,用于线性遍历 /
struct bucket pNext; / 处于同一个拉链中的下一个元素 /
struct bucket pLast; / 处于同一拉链中的上一个元素 /
char arKey[1]; / 节省内存,方便初始化的技巧 */
} Bucket;
我们注意到,最后一个元素,这个是flexible array技巧,可以节省内存,和方便初始化的一种做法,有兴趣的朋友可以google flexible array.
h是元素的Hash值,对于数字索引的元素,h为直接索引值(通过nKeyLength=0来表示是数字索引).而对于字符串索引来说,索引值保存在arKey中,索引的长度保存在nKeyLength中.
在Bucket中，实际的数据是保存在pData指针指向的内存块中，通常这个内存块是系统另外分配的。但有一种情况例外，就是当Bucket保存的数据是一个指针时，HashTable将不会另外请求系统分配空间来保存这个指针，而是直接将该指针保存到pDataPtr中，然后再将pData指向本结构成员的地址。这样可以提高效率，减少内存碎片。由此我们可以看到PHP HashTable设计的精妙之处。如果Bucket中的数据不是一个指针，pDataPtr为NULL(本段来自Altair的”Zend HashTable详解”)
结合上面的HashTable结构,我们来说明下HashTable的总结构图:
<IMG src="http:https://files.jb51.cc/upload/201206/20120613164833266.jpg">
HashTable的pListhHead指向线性列表形式下的第一个元素,上图中是元素1,pListTail指向的是最后一个元素0,而对于每一个元素pListNext就是红色线条画出的线性结构的下一个元素,而pListLast是上一个元素. pInternalPointer指向当前的内部指针的位置,在对数组进行顺序遍历的时候,这个指针指明了当前的元素. 当在线性(顺序)遍历的时候,就会从pListHead开始,顺着Bucket中的pListNext/pListLast,根据移动pInternalPointer,来实现对所有元素的线性遍历. 比如,对于foreach,如果我们查看它生成的opcode序列,我们可以发现,在foreach之前,会首先有个FE_RESET来重置数组的内部指针,也就是pInternalPointer(关于foreach可以参看深入理解PHP原理之foreach),然后通过每次FE_FETCH来递增pInternalPointer,从而实现顺序遍历. 类似的,当我们使用,each/next系列函数来遍历的时候,也是通过移动数组的内部指针而实现了顺序遍历,这里有一个问题,比如:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="62639" class="copybut" id="copybut62639" onclick="doCopy('code62639')"> 代码如下:<div class="codebody" id="code62639">
<?PHP
$arr = array(1,5);
foreach ($arr as $v) {
//可以获取
} while (list($key,$v) = each($arr)) {
//获取不到
}
?>

了解到我刚才介绍的知识,那么这个问题也就很明朗了,因为foreach会自动reset,而while这块不会reset,所以在foreach结束以后,pInternalPointer指向数组最末端,while语句块当然访问不到了,解决的办法就是在each之前,先reset数组的内部指针. 而在随机访问的时候,就会通过hash值确定在hash数组中的头指针位置,然后通过pNext/pLast来找到特点元素. 增加元素的时候,元素会插在相同Hash元素链的头部和线性列表的尾部. 也就是说,元素在线性遍历的时候是根据插入的先后顺序来遍历的,这个特殊的设计使得在PHP中,当使用数字索引时,元素的先后顺序是由添加的顺序决定的,而不是索引顺序. 也就是说,PHP中遍历数组的顺序,是和元素的添加先后相关的,那么,现在我们就很清楚的知道,文章开头的问题的输出是:
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="89342" class="copybut" id="copybut89342" onclick="doCopy('code89342')"> 代码如下:<div class="codebody" id="code89342">
huixinchen
2007
2008

所以,如果你想在数字索引的数组中按照索引大小遍历,那么你就应该使用for,而不是foreach
<div class="codetitle"><a style="CURSOR: pointer" data="9232" class="copybut" id="copybut9232" onclick="doCopy('code9232')"> 代码如下:<div class="codebody" id="code9232">
for($i=0,$l=count($arr); $i<$l; $i++) {
//这个时候,不能认为是顺序遍历(线性遍历)
}

原文：http://www.laruence.com/2009/08/23/1065.html

原文链接：https://www.f2er.com/php/27149.html

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