PHP数组原理和高级应用

Jackey PHP 3,910 次浏览 , 1条评论

如何构造一个数组？

  • 通常做法：$items = array()
  • 也可以不初始化直接写：
    $item[0] = 'abc123';
    $item[] = 'abc123';
    items['name'] = 'andy';

我们还可以这样写：
$items = ['a', 'b', 'c'];

其实，对象也能当做数组来用。
$obj = new obj;
$obj[] = 'Append 1';
$obj[] = 'Append 2';
$obj[] = 'Append 3';
print_r($obj);

数组式的访问接口

提供像访问数组一样访问对象的能力的接口

  1. ArrayAccess{
  2.     /*方法*/
  3.     abstract public boolean offsetExists(mixed $offset)
  4.     abstract public mixed offsetGet(mixed $offset)
  5.     abstract public void offsetSet(mixed $offset, mixed $value)
  6.     abstract public void offsetUnset(mixed $offset)
  7. }

 

ArrayAccess::offsetExists -- 检查一个偏移位置是否存在
ArrayAccess::offsetGet -- 获取一个偏移位置的值
ArrayAccess::offsetSet -- 设置一个偏移位置的值
ArrayAccess::offsetUnset -- 复位一个偏移位置的值

思考：
上面的四个接口方法分别有什么作用？在什么情况下会被调用？
如果不继承ArrayAccess接口，只是实现这四个方法还可以实现数组式访问的功能么？

例子：

  1. <?php
  2. class obj implements arrayaccess{
  3.     private $container = array();
  4.     public function __construct(){
  5.         $this->container = array(
  6.             "one" => 1,
  7.             "two" => 2,
  8.             "three" => 3,
  9.         );
  10.     }
  11.     public function offsetSet($offset, $value){
  12.         if(is_null($offset)){
  13.             $this->container[] = $value;
  14.         } else {
  15.             $this->container[$offset] = $value;
  16.         }
  17.     }
  18.     public function offsetExists($offset) {
  19.         return isset($this->container[$offset]);
  20.     }
  21.     public function offsetUnset($offset) {
  22.         unset($this->container[$offset]);
  23.     }
  24.     public function offsetGet($offset) {
  25.         return isset($this->container[$offset]) ? $this->container[$offset] : null;
  26.     }
  27. }
  28.  
  29. $obj = new obj;
  30. $obj[] = 'Append 1';
  31. $obj[] = 'Append 2';
  32. $obj[] = 'Append 3';
  33. print_r($obj);

 

数组key和value的限制条件

什么类型值可以当做数组的key，数组的value值又可以存什么类型？

  1. $array = [
  2.     1 => "a",
  3.     "1" => "b",
  4.     1.5 => "c",
  5.     true => "d",
  6. ];
  7. var_dump($array);
  8.  
  9. $array = [
  10.     "foo" => "bar",
  11.     "bar" => "foo",
  12.     100 => -100,
  13.     -100 => 100,
  14. ];
  15. var_dump($array);

 

  • key可以使integer或者string
  • value可以使任意类型

key会有如下的强制转换：

  • 包含有合法整型值的字符串会被转换为整型
  • 浮点数和布尔值也会被转换为整型
  • 键名null实际会被存储为""
  • 数组和对象不能被用为键名
  • 相同键名，之前的会被覆盖

数组的访问

获取数组元素的值有哪些方法？
1.方括号，数组单元可以通过array[key]语法来访问
2.花括号也可以，例如$array[42] 和 $array{2} 效果相同。
3.方括号可以包括“表达式”，例如：$arr[somefunc($bar)];
4.自PHP5.4起可以用数组间接引用函数或方法调用的结果。

  1. function getArray() {
  2.     return [1, 2, 3];
  3. }
  4.  
  5. $secondElement = getArray()[1];

 

数组元素的删除unset

unset()函数允许删除数组中的某个键。

  1. $array = [1, 2, 3, 4, 5];
  2. foreach($array as $key => $value) {
  3.     unset($array[$key]);
  4. }
  5.  
  6. $array[] = 6;
  7. print_r($array);

注意：数组unset后，不会重建索引。

 

PHP数组类型与其他类型的转换

在PHP中，存在8中变量类型，分为三类

  • 标量类型：boolean、integer、float（double）、string
  • 复合类型：array，object
  • 特殊类型：resource、null

两个问题：
1.如何讲一个int、float、string、Boolean类型转换为数组？
2.var_dump((array)false)和var_dump((array)null)的输出结果是？

  • int，float，string，Boolean和resource类型(array)$scalarValue等同array($scalarValue)
  • object转换为array，结果为一个数组，其单元为该对象的属性，键名将为成员变量名
  • 将null转换为array会得到一个空的数组。
  1. class User{
  2.     public $name = 'andy';
  3.     public $age = 52;
  4.     private $phone = '138xxxxxxxx';
  5.     private $email = 'xxxx@gmail.com';
  6.     protected $location = 'hongkong';
  7. }
  8. var_dump((array) new User());

 

数组的遍历

再来一个简单的问题
数组遍历的方式有哪些？

1.for: 语句循环遍历
2.foreach: 循环遍历
3.while:(list($key, $val) = each($fruit))
4.array_walk、array_map: 回调遍历
5.current和next: 内部指针遍历

array_walk与array_map有什么不同
array_walk引用的方式对数组进行遍历，返回值不重要
array_map为了改变数组的数据，支持多个数组数据合并，目的是返回新的数组。
walk和map的回调函数位置也不一样。

foreach和for性能对比
通过运行示例来体验性能的不同。
一般php推荐使用foreach来遍历数组。

foreach遍历中的顺序
看下面程序的执行结果

  1. $a = array();
  2. $a[2] = 3;
  3. $a[1] = 2;
  4. $a[0] = 1;
  5. foreach ($a as $v) {
  6.     echo $v;
  7. }

 

foreach 来访问，是以什么顺序遍历呢？（通过介绍数组的内部结构进一步了解）

下面代码的执行结果是？

  1. $arr = array(1, 2, 3);
  2. foreach($arr as &$v){}
  3. foreach($arr as $v){
  4.     echo $v;
  5. }

 

分解：

  1. $arr = array(1, 2, 3);
  2. foreach($arr as &$v){}
  3. echo $v;
  4.  
  5. $arr = array(1, 2, 3);
  6. foreach($arr as &$v){}
  7. echo $v;
  8. foreach($arr as $b) {
  9.     echo $v;
  10. }

 

waring: 数组最后一个元素的$value引用在foreach循环之后仍会保留。建议使用 unset()来将其销毁。

foreach遍历中的引用分析

第一次foreach($arr as $k => &$v)
循环1：$v = &$arr[0] = 1;
循环2：$v = &$arr[1] = 2;
循环3：$v = &$arr[2] = 3;
第二次foreach($arr as $k => $v)
循环1：$v = &$arr[2] = arr[0] = 1;此时 $arr[2] = 1;
循环2：$v = &$arr[2] = arr[1] = 2; 此时 $arr[2] = 2
循环3：$v = &$arr[2] = arr[2] = 2;
此时 $arr = array(1, 2, 2);

PHP数组的内部实现

  • 实现数组使用了两个数据结构，一个是HashTable,另一个是bucket.
  • HashTable结构体用于保存整个数组需要的基本信息。
  • Buckey结构体用于保存具体的数据内容

什么是HashTable?
哈希表，是根据关键字（Key value）而直接访问在内存存储位置的数据结构。也就是说，它通过把键值通过一个函数的计算，映射到表中的一个位置来访问记录，这加快了查询速度。这个映射函数称作哈希函数，存放记录的数组称作哈希表。

哈希表
hash table，又叫哈希表，散列表，hash表。
这种数据结构通过key->value的映射关系，使得普通的查找和插入、删除操作都可以在O（1）的时间内完成。
key->value的映射是通过hash函数来实现的。

PHP数组Hashtable结构体

  1. typedef struct_hashtable{
  2.     unit nTableSize; //hash buckey 的大小，最小为8，以2x曾铮。
  3.     unit nTableMask; //nTableSize-1,索引取值的优化，193491849 & 127
  4.     unit nNumOfElements; //hash Buckey 中当前存在的元素个数，count()函数会直接返回此值。
  5.     ulong nNextFreeElement; //下一个数字索引的位置
  6.     Bucket *plnternalPointer; //当前遍历的指针foreach比for快的原因之一，reset，current遍历函数使用
  7.     Bucket *pListHead; //存储数组头元素指针
  8.     Bucket *pListTail; //存储数组尾元素指针
  9.     Bucket **arBuckets; //存储hash数组，实际的存储容器
  10.     Unsigned char nApplyCount; //标记当前hash Bucket被递归访问的次数（防止多次递归）
  11. }HashTable;

Bucket结构体

  1. typedef struct bucket{
  2.     ulong h; //对char *key进行hash后的值，或者是用户指定的数字索引值
  3.     uint nKeyLength; //hash关键字的长度，如果数组索引为数字，此值为0
  4.     void *pData; //指向value， 一般是用户数据的副本，如果是指针数据，则指向pDataPtr
  5.     void *pDataPtr; //如果是指针数据，此值会指向真正的value，同事上面pData会指向此值
  6.     struct bucket *pListNext; //整个hash表的下一元素
  7.     struct bucket *pListLast; //整个hash表该元素的上一个元素
  8.     struct bucket *pNext; //存放在同一个hash Bucket内的下一个元素
  9.     struct bucekt *pLast; //同一个hash bucket的上一个元素
  10.     const char *arKey;   //保存当前key所对应的字符串值
  11. }Buckey;

数字索引
直接使用h作为hash值。
arKey = null 且 nKeyLength = 0

字符串索引（关联数组）
h则是该字符串通过hash函数计算后的hash值。
arKey保存字符串key，
nKeyLength 保存该key的长度

typedef struct_zend_hash_key{
const char *arKey;
uint nKeyLength;
ulong h;
}zend_hash_key;

在PHP数组中，如果索引字符串可以被转换成数字，也会被转换成数字索引。
所以在PHP中例如‘10’， ‘11’这类的字符做阴和数字索引10,11没有区别。

HashTable扩容
HashTalbe的大小并不是固定不变的，当nNumOfElements > nTableSize时，会对HashTable进行扩容，以便于容纳更多的元素。
扩容之后需要对原来hashTable的元素rehash.

  1. <?php
  2. $a = [];
  3. $p = (1 << 14) -1; //每一次移动都表示"乘以2"
  4. $b = 1;
  5. for ($i = 0; $i < $p; $i++) {
  6.     $a[] = $b;
  7. }
  8. echo memory_get_usage(true)."\n";
  9. $a['as1'] = 1;
  10. echo memory_get_usage(true)."\n";
  11. $a['as2'] = 1;
  12. echo memory_get_usage(true)."\n";

PHP数组排序的原理

由于数组排序并不会改变数组中的元素，而只是改变了数组中元素的位置，因而，对底层而言，实际上只是对全局的双链表进行排序。
1.申请n个额外的空间（n是数组元素个数）
2.然后遍历双链表，将双链表的每个节点存储到临时空间
3.调用排序函数zend_qsort（内部是快速排序算法）对数组进行排序
4.排序之后，双链表中节点的位置发生了变化，因而需要调整指针的指向。
5.遍历数组，分表设置每一个及节点的pListLast和pListNext
6.最后设置HashTable的pListTail

PHP位运算

判断int型变量a是奇数还是偶数：a&1 = 0偶数 a&1 = 1 奇数
乘法运算转化成位运算：a*(2^n)等价于 a<<n
出发运算转化成位运算：a/(2^n)等价于a>>n
不同temp交换两个整数 x^=y;y^=x;x^=y;
二进制位掩码，提供了一种用一个选项表示多项的可能。（参考：error_reporting设置错误级别的方式）

思考：下面两种写法的含义
error_reporting(E_ERROR|E_WARNING|E_PARSE|E_NOTICE);
error_reporting(E_ALL ^ E_NOTICE);

输入流php://input
$_POST vs php://input
①仅在取值为application/x-www-data-urlencoded和multipart/form-data时，PHP会将http请求body响应数据会填入到数组$_POST，填入到$_POST数组中的数据是进行urldecode()解析的结果。
②只要Content-Type不为multipart/form-data，php://input会填入post数据。
③仅当Content-Type为application/x-www-form-urlencoded且提交方法是POST方法时，$_POST数据与php://input数据才是一致的

$HTTP_RAW_POST_DATA VS php://input
php://input可以读取没有处理过的POST数据。相较于$HTTP_RAW_POST_DATA而言，它给内存到来的压力较小。
This feature has been DEFRECATED as of PHP 5.6.0.

数组与数据结构

数组和数据结构之“链表”
链表能存储多个数据元素，他就像一条线一样，把所有存储的数据元素连在一起，所以也称作是线性的数据结构。

数组和数据结构之“散列表”
散列表（Hash table，也叫哈希表），是根据关键字（key value）而直接访问在内存存储位置的一种数据结构。

数组和数据结构之“栈”
栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。它按照先进先出的原则存储数据（LIFO,Last In First Out）。

数组实现“栈”的核心操作
$stack = array(34, 35, 321, 98, 20);
$item = array_pop($stack);//出栈
array_push($stack, $item); //入栈

数组和数据结构之“队列”
队列就是先进先出（FIFO，First-In-First-Out）的线性表。队列只允许在后端（称为rear）进行插入操作，在前端（称为front）进行删除操作。

数组实现“队列”的核心操作
$queue = array(2, 3, 4, 5, 6);
array_push($queue, 7); //入队列
$item = array_shift($queue);//出队列

PHP数组解决“约瑟夫环”问题
一群猴子排成一圈，按1,2,...n依次编号。然后从第一只开始数，疏导第m只，把它踢出圈，从它后面再开始数，再数到第m只，再把它踢出去...，如此不停的进行下去，直到只剩下一只猴子为止，那只猴子就叫做大王。
要求编程模拟此过程，输入m、n，输出之后那个大王的编号。

  1. <?php
  2. //php有非常完善的数据结构模拟方案，可以非常简洁的解决这样的问题
  3. function king($n, $m)
  4. {
  5.     $monkey = range(1, $n); //模拟建立一个连续数组
  6.     $i = 0;
  7.     while(count($monkey) > 1) {
  8.         $i++;//开始查数
  9.         $head = array_shift($monkey);//直接一个一个出列最前面的猴子
  10.         if ($i % $m != 0) {
  11.             array_push($monkey, $head);//如果么有数到m或m的倍数，则把该候放回尾部去。
  12.         } //否则就抛弃掉了
  13.     }
  14.     return $monkey[0];
  15. }
  16.  
  17. echo '剩余', king(6, 9), '号猴子';

一条评论

  1. 水果一件代发 2019年6月27日 下午6:31 回复

    技术很好

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

Go