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    PHP中array_keys和array_unique函数源码的分析_php技巧

    2016-05-16 19:58:10原创728
    性能分析

    从运行性能上分析,看看下面的测试代码:

    $test=array();
    for($run=0; $run<10000; $run++)
    $test[]=rand(0,100);
    
    $time=microtime(true);
    
    $out = array_unique($test);
    
    $time=microtime(true)-$time;
    echo 'Array Unique: '.$time."\n";
    
    $time=microtime(true);
    
    $out=array_keys(array_flip($test));
    
    $time=microtime(true)-$time;
    echo 'Keys Flip: '.$time."\n";
    
    $time=microtime(true);
    
    $out=array_flip(array_flip($test));
    
    $time=microtime(true)-$time;
    echo 'Flip Flip: '.$time."\n";
    
    

    运行结果如下:

    从上图可以看到,使用array_unique函数需要0.069s;使用array_flip后再使用array_keys函数需要0.00152s;使用两次array_flip函数需要0.00146s。

    测试结果表明,使用array_flip后再调用array_keys函数比array_unique函数快。那么,具体原因是什么呢?让我们看看在PHP底层,这两个函数是怎么实现的。

    源码分析

    /* {{{ proto array array_keys(array input [, mixed search_value[, bool strict]])
      Return just the keys from the input array, optionally only for the specified       search_value */
    PHP_FUNCTION(array_keys)
    {
      //变量定义
      zval *input,        /* Input array */
         *search_value = NULL,  /* Value to search for */
         **entry,        /* An entry in the input array */
          res,          /* Result of comparison */
         *new_val;        /* New value */
      int  add_key;        /* Flag to indicate whether a key should be added */
      char *string_key;      /* String key */
      uint  string_key_len;
      ulong num_key;        /* Numeric key */
      zend_bool strict = 0;    /* do strict comparison */
      HashPosition pos;
      int (*is_equal_func)(zval *, zval *, zval * TSRMLS_DC) = is_equal_function;
    
      //程序解析参数
      if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a|zb", &input, &search_value, &strict) == FAILURE) {
        return;
      }
    
      // 如果strict是true,则设置is_equal_func为is_identical_function,即全等比较
      if (strict) {
        is_equal_func = is_identical_function;
      }
    
      /* 根据search_vale初始化返回的数组大小 */
      if (search_value != NULL) {
        array_init(return_value);
      } else {
        array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(input)));
      }
      add_key = 1;
    
      /* 遍历输入的数组参数,然后添加键值到返回的数组 */
      zend_hash_internal_pointer_reset_ex(Z_ARRVAL_P(input), &pos);//重置指针
      //循环遍历数组
      while (zend_hash_get_current_data_ex(Z_ARRVAL_P(input), (void **)&entry, &pos) == SUCCESS) {
        // 如果search_value不为空
        if (search_value != NULL) {
          // 判断search_value与当前的值是否相同,并将比较结果保存到add_key变量
          is_equal_func(&res, search_value, *entry TSRMLS_CC);
          add_key = zval_is_true(&res);
        }
    
        if (add_key) {
          // 创建一个zval结构体
          MAKE_STD_ZVAL(new_val);
    
          // 根据键值是字符串还是整型数字将值插入到return_value中
          switch (zend_hash_get_current_key_ex(Z_ARRVAL_P(input), &string_key, &string_key_len, &num_key, 1, &pos)) {
            case HASH_KEY_IS_STRING:
              ZVAL_STRINGL(new_val, string_key, string_key_len - 1, 0);
              // 此函数负责将值插入到return_value中,如果键值已存在,则使用新值更新对应的值,否则直接插入
              zend_hash_next_index_insert(Z_ARRVAL_P(return_value), &new_val, sizeof(zval *), NULL);
              break;
    
            case HASH_KEY_IS_LONG:
              Z_TYPE_P(new_val) = IS_LONG;
              Z_LVAL_P(new_val) = num_key;
              zend_hash_next_index_insert(Z_ARRVAL_P(return_value), &new_val, sizeof(zval *), NULL);
              break;
          }
        }
    
        // 移动到下一个
        zend_hash_move_forward_ex(Z_ARRVAL_P(input), &pos);
      }
    }
    /* }}} */
    
    

    以上是array_keys函数底层的源码。为方便理解,笔者添加了一些中文注释。如果需要查看原始代码,可以点击查看。这个函数的功能就是新建一个临时数组,然后将键值对重新复制到新的数组,如果复制过程中有重复的键值出现,那么就用新的值替换。这个函数的主要步骤是地57和63行调用的zend_hash_next_index_insert函数。该函数将元素插入到数组中,如果出现重复的值,则使用新的值更新原键值指向的值,否则直接插入,时间复杂度是O(n)。

    /* {{{ proto array array_flip(array input)
      Return array with key <-> value flipped */
    PHP_FUNCTION(array_flip)
    {
      // 定义变量
      zval *array, **entry, *data;
      char *string_key;
      uint str_key_len;
      ulong num_key;
      HashPosition pos;
    
      // 解析数组参数
      if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a", &array) == FAILURE) {
        return;
      }
    
      // 初始化返回数组
      array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array)));
    
      // 重置指针
      zend_hash_internal_pointer_reset_ex(Z_ARRVAL_P(array), &pos);
      // 遍历每个元素,并执行键<->值交换操作
      while (zend_hash_get_current_data_ex(Z_ARRVAL_P(array), (void **)&entry, &pos) == SUCCESS) {
        // 初始化一个结构体
        MAKE_STD_ZVAL(data);
        // 将原数组的值赋值为新数组的键
        switch (zend_hash_get_current_key_ex(Z_ARRVAL_P(array), &string_key, &str_key_len, &num_key, 1, &pos)) {
          case HASH_KEY_IS_STRING:
            ZVAL_STRINGL(data, string_key, str_key_len - 1, 0);
            break;
          case HASH_KEY_IS_LONG:
            Z_TYPE_P(data) = IS_LONG;
            Z_LVAL_P(data) = num_key;
            break;
        }
    
        // 将原数组的键赋值为新数组的值,如果有重复的,则使用新值覆盖旧值
        if (Z_TYPE_PP(entry) == IS_LONG) {
          zend_hash_index_update(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_LVAL_PP(entry), &data, sizeof(data), NULL);
        } else if (Z_TYPE_PP(entry) == IS_STRING) {
          zend_symtable_update(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_STRVAL_PP(entry), Z_STRLEN_PP(entry) + 1, &data, sizeof(data), NULL);
        } else {
          zval_ptr_dtor(&data); /* will free also zval structure */
          php_error_docref(NULL TSRMLS_CC, E_WARNING, "Can only flip STRING and INTEGER values!");
        }
    
        // 下一个
        zend_hash_move_forward_ex(Z_ARRVAL_P(array), &pos);
      }
    }
    /* }}} */
    
    

    上面就是是array_flip函数的源码。点击链接查看原始代码。这个函数主要的做的事情就是创建一个新的数组,遍历原数组。在26行开始将原数组的值赋值为新数组的键,然后在37行开始将原数组的键赋值为新数组的值,如果有重复的,则使用新值覆盖旧值。整个函数的时间复杂度也是O(n)。因此,使用了array_flip之后再使用array_keys的时间复杂度是O(n)。

    接下来,我们看看array_unique函数的源码。点击链接查看原始代码。

    /* {{{ proto array array_unique(array input [, int sort_flags])
      Removes duplicate values from array */
    PHP_FUNCTION(array_unique)
    {
      // 定义变量
      zval *array, *tmp;
      Bucket *p;
      struct bucketindex {
        Bucket *b;
        unsigned int i;
      };
      struct bucketindex *arTmp, *cmpdata, *lastkept;
      unsigned int i;
      long sort_type = PHP_SORT_STRING;
    
      // 解析参数
      if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a|l", &array, &sort_type) == FAILURE) {
        return;
      }
    
      // 设置比较函数
      php_set_compare_func(sort_type TSRMLS_CC);
    
      // 初始化返回数组
      array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array)));
      // 将值拷贝到新数组
      zend_hash_copy(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_ARRVAL_P(array), (copy_ctor_func_t) zval_add_ref, (void *)&tmp, sizeof(zval*));
    
      if (Z_ARRVAL_P(array)->nNumOfElements <= 1) {  /* 什么都不做 */
        return;
      }
    
      /* 根据target_hash buckets的指针创建数组并排序 */
      arTmp = (struct bucketindex *) pemalloc((Z_ARRVAL_P(array)->nNumOfElements + 1) * sizeof(struct bucketindex), Z_ARRVAL_P(array)->persistent);
      if (!arTmp) {
        zval_dtor(return_value);
        RETURN_FALSE;
      }
      for (i = 0, p = Z_ARRVAL_P(array)->pListHead; p; i++, p = p->pListNext) {
        arTmp[i].b = p;
        arTmp[i].i = i;
      }
      arTmp[i].b = NULL;
      // 排序
      zend_qsort((void *) arTmp, i, sizeof(struct bucketindex), php_array_data_compare TSRMLS_CC);
    
      /* 遍历排序好的数组,然后删除重复的元素 */
      lastkept = arTmp;
      for (cmpdata = arTmp + 1; cmpdata->b; cmpdata++) {
        if (php_array_data_compare(lastkept, cmpdata TSRMLS_CC)) {
          lastkept = cmpdata;
        } else {
          if (lastkept->i > cmpdata->i) {
            p = lastkept->b;
            lastkept = cmpdata;
          } else {
            p = cmpdata->b;
          }
          if (p->nKeyLength == 0) {
            zend_hash_index_del(Z_ARRVAL_P(return_value), p->h);
          } else {
            if (Z_ARRVAL_P(return_value) == &EG(symbol_table)) {
              zend_delete_global_variable(p->arKey, p->nKeyLength - 1 TSRMLS_CC);
            } else {
              zend_hash_quick_del(Z_ARRVAL_P(return_value), p->arKey, p->nKeyLength, p->h);
            }
          }
        }
      }
      pefree(arTmp, Z_ARRVAL_P(array)->persistent);
    }
    /* }}} */
    
    

    可以看到,这个函数初始化一个新的数组,然后将值拷贝到新数组,然后在45行调用排序函数对数组进行排序,排序的算法是zend引擎的块树排序算法。接着遍历排序好的数组,删除重复的元素。整个函数开销最大的地方就在调用排序函数上,而快排的时间复杂度是O(nlogn),因此,该函数的时间复杂度是O(nlogn)。

    结论

    因为array_unique底层调用了快排算法,加大了函数运行的时间开销,导致整个函数的运行较慢。这就是为什么array_keys比array_unique函数更快的原因。

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    专题推荐:array_keys array_unique
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