小編給大家分享一下php數(shù)組實現(xiàn)原理是什么,希望大家閱讀完這篇文章后大所收獲,下面讓我們一起去探討吧!
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數(shù)組是PHPer最常用的數(shù)據(jù)類型,同時php容易上手也得益于其強大的數(shù)組,但是數(shù)組在php中是如何實現(xiàn)的呢?
首先,我們還是先了解下相關的數(shù)據(jù)結構,為下面的內容打好基礎
哈希表
哈希表,顧名思義,即將不同的關鍵字映射到不同單元的一種數(shù)據(jù)結構。而將不同關鍵字映射到不同單元的方法就叫做哈希函數(shù)
理想情況下,經(jīng)過哈希函數(shù)處理,關鍵字和單元是會進行一一對應的;但是如果關鍵字值足夠多的情況下,就容易出現(xiàn)多個關鍵字映射到同一單元的情況,即出現(xiàn)哈希沖突
哈希沖突的解決方案,要么使用鏈接法,要么使用開放尋址法
鏈接法
即當不同的關鍵字映射到同一單元時,在同一單元內使用鏈表來保存這些關鍵字
開放尋址法
即當插入數(shù)據(jù)時,如果發(fā)現(xiàn)關鍵字被映射到的單元存在數(shù)據(jù)了,說明發(fā)生了沖突,就繼續(xù)尋找下一個單元,直到找到可用單元為止
而因為開放尋址法方案屬于占用其他關鍵字映射單元的位置,所以后續(xù)的關鍵字更容易出現(xiàn)哈希沖突,因此容易出現(xiàn)性能下降
鏈表
既然上面提到了鏈表,這里我們簡單聊一下鏈表的基礎知識。鏈表分為很多種類型,常用的數(shù)據(jù)結構包括:隊列,棧,雙向鏈表等
鏈表,就是由不同的鏈表節(jié)點組成的一種數(shù)據(jù)結構。鏈表節(jié)點一般由元素+指向下一節(jié)點的指針組成。而雙向鏈表,顧名思義,則是由指向上一節(jié)點的指針+元素+指向下一節(jié)點的指針組成
對于數(shù)據(jù)結構的內容,我們不過多展開,我們之后會有專門的內容去詳細介紹數(shù)據(jù)結構
php數(shù)組
php解決哈希沖突的方式是使用了鏈接法,所以php數(shù)組是由哈希表+鏈表實現(xiàn),準確來說,是由哈希表+雙向鏈表實現(xiàn)。
內部結構-哈希表
HashTable結構體主要用來存放哈希表的基本信息
typedef struct _hashtable { uint nTableSize; // hash Bucket的大小,即哈希表的容量,最小為8,以2x增長。 uint nTableMask; // nTableSize-1 , 索引取值的優(yōu)化 uint nNumOfElements; // hash Bucket中當前存在的元素個數(shù),count()函數(shù)會直接返回此值 ulong nNextFreeElement; // 下一個可使用的數(shù)字鍵值 Bucket *pInternalPointer; // 當前遍歷的指針(foreach比for快的原因之一) Bucket *pListHead; // 存儲整個哈希表的頭元素指針 Bucket *pListTail; // 存儲整個哈希表的尾元素指針 Bucket **arBuckets; // 存儲hash數(shù)組 dtor_func_t pDestructor; // 在刪除元素時執(zhí)行的回調函數(shù),用于資源的釋放 zend_bool persistent; //指出了Bucket內存分配的方式。如果persisient為TRUE,則使用操作系統(tǒng)本身的內存分配函數(shù)為Bucket分配內存,否則使用PHP的內存分配函數(shù)。 unsigned char nApplyCount; // 標記當前hash Bucket被遞歸訪問的次數(shù)(防止多次遞歸) zend_bool bApplyProtection;// 標記當前hash桶允許不允許多次訪問,不允許時,最多只能遞歸3次 #if ZEND_DEBUG int inconsistent; #endif } HashTable;
Bucket結構體則用于保存數(shù)據(jù)的具體內容
typedef struct bucket { ulong h; // 對char *key進行hash后的值,或者是用戶指定的數(shù)字索引值 uint nKeyLength; // hash關鍵字的長度,如果數(shù)組索引為數(shù)字,此值為0 void *pData; // 指向value,一般是用戶數(shù)據(jù)的副本,如果是指針數(shù)據(jù),則指向pDataPtr void *pDataPtr; // 如果是指針數(shù)據(jù),此值會指向真正的value,同時上面pData會指向此值 struct bucket *pListNext; // 指向整個哈希表的該單元的下一個元素 struct bucket *pListLast; // 指向整個哈希表的該單元的上一個元素 struct bucket *pNext; // 指向由于哈希沖突導致存放在同一個單元的鏈表中的下一個元素 struct bucket *pLast; // 指向由于哈希沖突導致存放在同一個單元的鏈表中的上一個元素 // 保存當前值所對于的key字符串,這個字段只能定義在最后,實現(xiàn)變長結構體 char arKey[1]; } Bucket;
其中Bucket結構體內有指向用戶數(shù)據(jù)的pData元素,其實是指向了之前我們介紹的變量zval結構體,這也是為什么當創(chuàng)建數(shù)組時,會出現(xiàn)數(shù)組元素+1的變量容器。
哈希表內部結構關系圖
從上圖我們可以看出,Bucket在存放數(shù)據(jù)的時候,如果存在哈希沖突,則將多個關鍵字映射到鏈表中,由此組成了雙向鏈表
總結
今天,我們以數(shù)組作為切入點,簡單了解了下基本的數(shù)據(jù)結構:哈希表和鏈表;并且了解了數(shù)組的底層實現(xiàn),即哈希表+雙向鏈表。其實哈希表作為php中最重要的數(shù)據(jù)結構,用處很廣。變量的符號表,函數(shù)列表等都是用哈希表來存儲的
看完了這篇文章,相信你對php數(shù)組實現(xiàn)原理是什么有了一定的了解,想了解更多相關知識,歡迎關注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道,感謝各位的閱讀!
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