PHP 数组遍历顺序理解

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:

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)

}





有用  |  无用 取消

猜你喜欢