PHPアレイインスタンス化：パフォーマンスとメモリの最適化ディープダイビング

PHPアレイのインスタンス化方法は、パフォーマンスとメモリの使用に大きな影響を与えます。 []構文は最初に使用し、ループの動的拡張を避け、最適化のためにSplfixedArrayまたはジェネレーターを検討する必要があります。 1。array（）の代わりに[]を使用して、オーバーヘッドを減らします。 2。array_fill（）を使用して、サイズを予測するときに再分配を減らします。 3.ジェネレーターを使用して、ビッグデータのメモリを削減します。 4.時間内に大きなアレイを設定します。 5. splfixedArrayを使用して、メモリが少なく速度が高いため、整数でビッグデータをインデックス化します。

特にパフォーマンスクリティカルなアプリケーションでPHPを操作する場合、フードの下でアレイがどのようにインスタンス化され管理されているかを理解することで、実行速度とメモリ使用量の両方が意味のある改善につながる可能性があります。 PHPアレイは、インデックス付きリスト、関連するマップ、さらには擬似オブジェクトとして存在する強力で柔軟ですが、その動的な性質には頭上にあります。このディープダイブは、さまざまな配列インスタンス化パターンのパフォーマンスとメモリの意味を調査し、実用的な最適化戦略を提供します。

PHPアレイが国際的にどのように機能するか

PHPアレイは、インデックス付きリストまたはキー価値マップとして使用されるかどうかに関係なく、順序付けられたハッシュテーブル（ハッシュテーブルまたは関連する配列とも呼ばれます）として実装されます。これは、すべての配列が、単純なインデックス付きの配列であっても、ハッシュテーブル管理のオーバーヘッド、バケット割り当て、衝突処理、および内部ポインター追跡をキャリーすることを意味します。

内部的には、各配列要素は以下で構成されています。

• キー（整数または文字列）
• 値（ zval 、これは任意のPHP変数を保持できる組合タイプです）
• ハッシュテーブルメタデータ（バケットポイント、衝突チェーンなど）

この構造は、混合キーと動的な成長を可能にしますが、メモリ使用量がCのような低レベルの言語よりも高いことを意味します。

インスタンス化方法とそのコスト

一般的な方法を比較して、配列とそのパフォーマンス特性を作成しましょう。

1。リテラル構文（ [] ） - 最速かつ最も効率的

$ array = [];

短い配列の構文を使用することは[]空の配列を作成するための最速かつ最もメモリ効率の高い方法です。 Zend Engineの最適化された配列作成ルーチンを最小限のオペコードオーバーヘッドで直接呼び出します。

なぜそれが速いのか：

• シングルオペコード： INIT_ARRAY
• 関数呼び出しのオーバーヘッドはありません
• デフォルトのハッシュテーブルサイズの即時割り当て

2。ARRAY array()コンストラクターの構文 - わずかに遅い

$ array = array（）;

機能的に識別されていますが、従来のarray()構文はより多くのオペコードを生成し、レガシーの解析ルールのためにわずかに遅くなります。

パフォーマンス注： PHP 5.xでは、これは特に遅くなりました。 PHP 7では、ギャップは狭まりましたが、 []まだわずかなマージンで勝ちます。

3。事前サイジングアレイ - 直接可能ではありませんが、シミュレートできます

PHPは、CやJavaのような事前にアレイのサイズをサポートしていません。ただし、既知のキーで初期化することにより、再配分オーバーヘッドを減らすことができます。

 //動的に成長する代わりに
$ array = [];
for（$ i = 0; $ i <1000; $ i）{
    $ array [] = $ i;
}

//事前に充填することができます（ただし、これは実際にはメモリを事前に割り当てません）
$ array = array_fill（0、1000、null）;
for（$ i = 0; $ i <1000; $ i）{
    $ array [$ i] = $ i;
}

メモリインパクト： array_fill()すべてのエントリが事前に作成され、繰り返されるハッシュテーブルの再開を回避しますが、最初はより多くのメモリを使用します。これは、ピークメモリとCPU時間のトレードオフです。

空および小さな配列のメモリオーバーヘッド

空の配列でさえメモリを消費します：

• Empyアレイ：〜56–72バイト（PHPバージョンとアーキテクチャに依存）
• 各追加要素：〜32–40バイトオーバーヘッド（キー、値、バケツ）

たとえば、整数が10,000個のアレイは、10,000×8バイト（整数のサイズ）を大幅に使用します。実際のメモリの使用量は、 zvalとバケットのオーバーヘッドにより、3〜4倍高くなる可能性があります。

これはmemory_get_usage()を使用して測定できます。

 $ start = memory_get_usage（）;
$ array = range（1、10000）;
$ end = memory_get_usage（）;
エコー「使用されているメモリ：」。 （$ end -$ start）。 「バイト\ n」;

最適化戦略

[インスタンス化には[]を使用します

一貫性とマイクロ最適化のために、常にarray()よりも[]を好みます。

sizeサイズがわかっている場合、ループでアレイの栽培を避けます

適切なサイズがわかっている場合は、充填前または別の構造の使用を検討してください。

 //遅い：繰り返しサイズ変更
$ result = [];
foreach（$ data as $ item）{
    $ result [] = process（$ item）;
}

//高速：サイズがわかっている場合
$ result = array_fill（0、count（$ data）、null）;
$ i = 0;
foreach（$ data as $ item）{
    $ result [$ i] = process（$ item）;
}

これにより、ハッシュテーブルの再サイズ（容量を超えた場合のo（n）操作）が減少します。

olgion大きなデータセットにジェネレーターを使用します

メモリに大きな配列を構築する代わりに、ジェネレーターを使用します。

 function processlaredata（$ source）{
    foreach（$ source as $ item）{
        IVERプロセス（$ item）;
    }
}

これにより、ストリーミングデータのメモリ使用量がO（n）からO（1）に削減されます。

✅早期に大きなアレイを設定します

できるだけ早く無料のメモリ：

 $ bigArray = fetchdata（）;
$ Processed = Transform（$ BigArray）;
Unset（$ BigArray）; //無料メモリ
$ processedを返します。

integerインデックスデータのSplfixedArrayを検討してください

パフォーマンスが向上し、メモリ使用量が少ない大規模で整数インデックスアレイが必要な場合は、 SplFixedArrayより良い選択です。

 $ array = new SplfixedArray（10000）;
for（$ i = 0; $ i <10000; $ i）{
    $ array [$ i] = $ i;
}

利点：

• メモリの使用量が少ない（通常の配列よりも50％少ない）
• より速い反復とアクセス
• 固定サイズでは、オーバーヘッドのサイズ変更が防止されます

制限：

• 整数キーのみ
• 前もってサイズを知る必要があります
• 柔軟ではありません

ベンチマーク例：配列作成速度

$ n = 100000;

$ start = microTime（true）;
for（$ i = 0; $ i <$ n; $ i）{
    $ a = [];
}
echo "empty []："。 （microTime（true） -  $ start）。 「s \ n」;

$ start = microTime（true）;
for（$ i = 0; $ i <$ n; $ i）{
    $ a = array（）;
}
echo "array（）："。 （microTime（true） -  $ start）。 「s \ n」;

PHP 8.1では、 []は通常10〜15％高速です。

最終的な考え

アレイインスタンスのパフォーマンスの違いは、小さなスクリプトでは無視できるように見えるかもしれませんが、API、バッチプロセッサ、またはリアルタイムシステムなどのハイスループットアプリケーションで複合します。重要なポイントは次のとおりです。

• 最高のパフォーマンスには[]を使用してください
• ループの動的成長を最小限に抑えます
• 必要に応じて、大きな配列をSplFixedArrayまたはジェネレーターに置き換えます
• memory_get_usage()でメモリ使用量を監視する
• PHPアレイは強力ですが、軽量ではないことを理解してください

配列の使用法を最適化するのは、早期最適化に関するものではありません。それは、データのスケールとパターンに適したツールを選択することです。

基本的に、舞台裏で何が起こっているのかを知り、アレイを「無料」と扱わないでください。

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