深析PHP數(shù)組是怎么靈活支持多數(shù)據(jù)類型

本篇文章給大家?guī)?lái)了關(guān)于PHP的相關(guān)知識(shí)，其中主要跟大家介紹數(shù)組是怎么靈活支持多數(shù)據(jù)類型的，感興趣的朋友下面一起來(lái)看一下吧，希望對(duì)大家有幫助。

在PHP中，數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用處理是使用頻率非常高的，相對(duì)于Java、C++ 這種強(qiáng)類型語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，PHP的數(shù)組簡(jiǎn)直可以說(shuō)是太好用了，可以存儲(chǔ)各種類型的數(shù)據(jù)（如：數(shù)字、字符串甚至對(duì)象等），為開發(fā)帶來(lái)了極大的便利。

基于 PHP 數(shù)組的強(qiáng)大特性，我們可以輕易實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如棧、隊(duì)列、列表、集合、字典等。

你是否迫不及待的想要一探究竟：PHP到底是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)組的呢？

1、PHP數(shù)組底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

PHP 數(shù)組其內(nèi)部是使用 HashTable 結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，那就先來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)HashTable吧！

HashTable又稱散列表，是通過(guò)key-value的方式來(lái)高效地訪問(wèn)數(shù)據(jù)的一種結(jié)構(gòu)。哈希表是數(shù)組和鏈表的一種合并，集成了數(shù)組的尋址快，鏈表的插入快的特點(diǎn)于一身。

HashTable主要分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：

1. 哈希函數(shù)：哈希函數(shù)將要查找的值轉(zhuǎn)換成數(shù)字索引，通過(guò)數(shù)字索引可以快速的找到值存在的位置。

2. 哈希碰撞：理想情況下，不同的值通過(guò)哈希函數(shù)后，出來(lái)的結(jié)果是不一樣的；如果不一樣的值，哈希后出來(lái)一樣的數(shù)字，我們稱之為哈希碰撞。

因此應(yīng)用 HashTable 就必須要面臨解決哈希碰撞的問(wèn)題，主要的解法有兩種：鏈表法，開放尋址法。

在zend_type.h文件中，可以找到 HashTable 的主要結(jié)構(gòu)定義如下：

zend_數(shù)組 類型

挑選幾個(gè)重點(diǎn)成員介紹一下：

• gc: 引用計(jì)數(shù)，垃圾回收使用。

• arData：散列表中保存存儲(chǔ)元素的數(shù)組，其內(nèi)存是連續(xù)的，arData指向數(shù)組的起始位置；

• nTableSize：數(shù)組的總?cè)萘浚纯梢匀菁{的元素?cái)?shù)，arData 的內(nèi)存大小就是根據(jù)這個(gè)值確定的，它的大小的是2的冪次方，最小為8，然后按照 8、16、32…依次遞增；

Bucket 類型

Bucket 的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要用來(lái)保存元素的 key 和 value，以及一個(gè)整型的 h（散列值，或者叫哈希值）。

• 如果元素是數(shù)值索引，則其值就是數(shù)值索引的值；

• 如果是字符串索引，那么其值就是 key 通過(guò) Time33 算法計(jì)算得到的散列值。

h 的值用來(lái)最終映射元素的存儲(chǔ)位置。

2、PHP 數(shù)組的基本實(shí)現(xiàn)

上面部分我們了解了 zend_數(shù)組 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，那接著看看數(shù)組的初始化吧：

數(shù)組的初始化主要是針對(duì) HashTable 成員的設(shè)置，初始化時(shí)并不會(huì)立即分配 arData 的內(nèi)存，插入第一個(gè)元素之后才會(huì)分配 arData 的內(nèi)存。

為了更好的理解整個(gè)hash結(jié)構(gòu)，我們來(lái)舉個(gè)例子說(shuō)明一下這個(gè)結(jié)構(gòu)：

$data = array(     'hello' => 'haha',     1       => 'me to'     'world' => 'world',      2       => 2 ); unset($data[1]);

那上面的hash結(jié)構(gòu)應(yīng)該是什么樣的呢？arData存儲(chǔ)的結(jié)果應(yīng)該是什么樣呢？

畫個(gè)圖例來(lái)看看吧，更直觀一些：

arData是Bucket類型的指針，用來(lái)具體存儲(chǔ)每個(gè)元素的key，value，按照插入元素的順序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，所以數(shù)組的順序也是靠這個(gè)來(lái)保證。

每個(gè)arData數(shù)組的元素，從圖中可以看到，左邊負(fù)數(shù)是哈希值取模后的值，存儲(chǔ)的是右邊arData的索引；如-8沖突了，則存儲(chǔ)了鏈表的頭元素。

arData[0]: key='hello'，h=xx（具體某個(gè)值），val = 'haha'

arData[1]: val是 type=IS_UNDEF 的zval（被unset后，不是立即被刪除，而是置成IS_UNDEF）

arData[2]: key='world'，h=xx（具體某個(gè)值），val = 'world'

arData[3]: key=NULL，h=2（可能會(huì)哈希值沖突），val = 2

….

上面的例子很具體地解釋了nNumUsed，nNumOfElements，arData的意義。

3、PHP 數(shù)組的有序性

數(shù)組中各元素的順序和插入順序一致，這個(gè)是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？

為了實(shí)現(xiàn) PHP 數(shù)組的有序性，PHP 底層的散列表在散列函數(shù)與元素?cái)?shù)組之間加了一層映射表，這個(gè)映射表也是一個(gè)數(shù)組，大小和存儲(chǔ)元素的數(shù)組相同，存儲(chǔ)元素的類型為整型，用于保存元素在實(shí)際存儲(chǔ)的有序數(shù)組中的下標(biāo) —— 元素按照先后順序依次插入實(shí)際存儲(chǔ)數(shù)組，然后將其數(shù)組下標(biāo)按照散列函數(shù)散列出來(lái)的位置存儲(chǔ)在新加的映射表中：

這樣，就可以完成最終存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的有序性了。

PHP 數(shù)組底層結(jié)構(gòu)中并沒(méi)有顯式標(biāo)識(shí)這個(gè)中間映射表，而是與 arData 放到了一起，在數(shù)組初始化的時(shí)候并不僅僅分配用于存儲(chǔ) Bucket 的內(nèi)存，還會(huì)分配相同數(shù)量的 uint32_t 大小的空間，這兩塊空間是一起分配的，然后將 arData 偏移到存儲(chǔ)元素?cái)?shù)組的位置，而這個(gè)中間映射表就可以通過(guò) arData 向前訪問(wèn)到。

總結(jié)

PHP中的數(shù)組其特點(diǎn)就是將 values 映射到 keys 的類型。與其他語(yǔ)言不同的是，PHP中數(shù)組的 key 可以是字符串，而values可以是任意類型。

除常規(guī)增刪改查之外，數(shù)組還有很多其他操作，比如復(fù)制、合并、銷毀、重置等，這些操作對(duì)應(yīng)的代碼都位于 zend_hash.c 中，感興趣的同學(xué)可以去了解一下。

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