PHP 数组遍历顺序理解


Posted in PHP onSeptember 09, 2009

比如:

<?php
$arr['laruence'] = 'huixinchen';
$arr['yahoo']    = 2007;
$arr['baidu']    = 2008;
foreach ($arr as $key => $val) {
//结果是什么?
}

又比如:

<?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:

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:

<?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:

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).对于数字索引来说, 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:

PHP 数组遍历顺序理解

HashTable结构示意图

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:

<?php
$arr = array(1,2,3,4,5);
foreach ($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:

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

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)
}
PHP 相关文章推荐
模拟OICQ的实现思路和核心程序(一)
Oct 09 PHP
几个php应用技巧
Mar 27 PHP
使用PHPMyAdmin修复论坛数据库的图文方法
Jan 09 PHP
PHP常用的文件操作函数经典收藏
Apr 02 PHP
php curl的深入解析
Jun 02 PHP
浅析SVN常见问题及解决方法
Jun 21 PHP
php中的静态变量的基本用法
Mar 20 PHP
CI框架装载器Loader.php源码分析
Nov 04 PHP
Yii2.0中的COOKIE和SESSION用法
Aug 12 PHP
thinkphp整合微信支付代码分享
Nov 24 PHP
php生成条形码的图片的实例详解
Sep 13 PHP
TP(thinkPHP)框架多层控制器和多级控制器的使用示例
Jun 13 PHP
PHP 裁剪图片成固定大小代码方法
Sep 09 #PHP
PHP 获取MSN好友列表的代码(2009-05-14测试通过)
Sep 09 #PHP
PHP 危险函数全解析
Sep 09 #PHP
php 获取远程网页内容的函数
Sep 08 #PHP
php 遍历数据表数据并列表横向排列的代码
Sep 05 #PHP
不要轻信 PHP_SELF的安全问题
Sep 05 #PHP
php中$_SERVER[PHP_SELF] 和 $_SERVER[SCRIPT_NAME]之间的区别
Sep 05 #PHP
You might like
php下通过POST还是GET来传值
2008/06/05 PHP
PHP开发者常犯的10个MySQL错误更正剖析
2012/01/30 PHP
九个你必须知道而且又很好用的php函数和特点
2013/08/08 PHP
PHP写的简单数字验证码实例
2017/05/23 PHP
由php中字符offset特征造成的绕过漏洞详解
2017/07/07 PHP
PHP Laravel 上传图片、文件等类封装
2017/08/16 PHP
PHP连接及操作PostgreSQL数据库的方法详解
2019/01/30 PHP
网页中实现浏览器的最大,最小化和关闭按钮
2007/03/12 Javascript
我见过最全的个人js加解密功能页面
2007/12/12 Javascript
老鱼 浅谈javascript面向对象编程
2010/03/04 Javascript
基于jquery的超简单上下翻
2010/04/20 Javascript
jquery $.each 和for怎么跳出循环终止本次循环
2013/09/27 Javascript
JS打开新窗口防止被浏览器阻止的方法
2015/01/03 Javascript
jQuery插件kinMaxShow扩展效果用法实例
2015/05/04 Javascript
js同源策略详解
2015/05/21 Javascript
jquery仿QQ登录账号选择下拉框效果
2016/03/22 Javascript
JS代码防止SQL注入的方法(超简单)
2016/04/12 Javascript
JS访问DOM节点方法详解
2016/11/29 Javascript
浅谈angularJS的$watch失效问题的解决方案
2017/08/11 Javascript
浅谈vue中.vue文件解析流程
2018/04/24 Javascript
Express本地测试HTTPS的示例代码
2018/06/06 Javascript
javascript匿名函数中的'return function()'作用
2018/10/15 Javascript
详解ES6 Fetch API HTTP请求实用指南
2018/11/14 Javascript
详解Vue.js v-for不支持IE9的解决方法
2018/12/29 Javascript
node 标准输入流和输出流代码实例
2019/09/19 Javascript
Python的组合模式与责任链模式编程示例
2016/02/02 Python
python读取二进制mnist实例详解
2017/05/31 Python
对python中执行DOS命令的3种方法总结
2018/05/12 Python
pytorch 数据集图片显示方法
2018/07/26 Python
python爬取盘搜的有效链接实现代码
2019/07/20 Python
利用Python实现Json序列化库的方法步骤
2020/09/09 Python
HR喜欢的自荐信格式
2013/10/08 职场文书
会计系中文个人求职信
2013/12/24 职场文书
初二政治教学反思
2014/01/12 职场文书
MySQL 可扩展设计的基本原则
2021/05/14 MySQL
各种货币符号快捷输入
2022/02/17 杂记