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php哈希表及數組的介紹(附程式碼)

不言
發布: 2023-04-05 18:50:01
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這篇文章帶給大家的內容是關於php哈希表及陣列的介紹(附程式碼),有一定的參考價值,有需要的朋友可以參考一下,希望對你有幫助。

數組是PHPer最常用的資料類型,同時php容易上手也得益於其強大的數組,但是數組在php中是如何實現的呢?

首先,我們還是先了解下相關的資料結構,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資料結構。而將不同關鍵字對應到不同單元的方法就叫做雜湊函數

#理想情況下,經過雜湊函數處理,關鍵字和單元會進行一一對應的;但是如果關鍵字值足夠多的情況下,就容易出現多個關鍵字映射到同一單元的情況,即出現哈希衝突

哈希衝突的解決方案,要麼使用連結法,要麼使用開放尋址法

連結法
即當不同的關鍵字映射到同一單元時,在同一單元內使用鍊錶來保存這些關鍵字

開放尋址法
即當插入資料時,如果發現關鍵字被映射到的單元存在資料了,表示發生了衝突,就繼續尋找下一個單元,直到找到可用單元為止

而因為開放尋址法方案屬於佔用其他關鍵字映射單元的位置,所以後續的關鍵字更容易出現雜湊衝突,因此容易出現效能下降

鍊錶

#既然上面提到了鍊錶,這裡我們簡單聊一下鍊錶的基礎知識。鍊錶分為很多種類型,常用的資料結構包括:佇列,棧,雙向鍊錶等

鍊錶,就是由不同的鍊錶節點組成的一種資料結構。鍊錶節點一般由元素 指向下一節點的指標組成。而雙向鍊錶,顧名思義,則是由指向上一節點的指標 元素 指向下一節點的指標組成

對於資料結構的內容,我們不過多展開,我們之後會有專門的內容去詳細介紹資料結構

php數組

php解決哈希衝突的方式是使用了連結法,所以php數組是由哈希表 鍊錶實現,準確來說,是由哈希表 雙向鍊錶實現

內部結構-雜湊表

HashTable結構體主要用來存放雜湊表的基本資訊

typedef struct _hashtable { 
    uint nTableSize;        // hash Bucket的大小,即哈希表的容量,最小为8,以2x增长。
    uint nTableMask;        // nTableSize-1 , 索引取值的优化
    uint nNumOfElements;    // hash Bucket中当前存在的元素个数,count()函数会直接返回此值 
    ulong nNextFreeElement; // 下一个可使用的数字键值
    Bucket *pInternalPointer;   // 当前遍历的指针(foreach比for快的原因之一)
    Bucket *pListHead;          // 存储整个哈希表的头元素指针
    Bucket *pListTail;          // 存储整个哈希表的尾元素指针
    Bucket **arBuckets;         // 存储hash数组
    dtor_func_t pDestructor;    // 在删除元素时执行的回调函数,用于资源的释放
    zend_bool persistent;       //指出了Bucket内存分配的方式。如果persisient为TRUE,则使用操作系统本身的内存分配函数为Bucket分配内存,否则使用PHP的内存分配函数。
    unsigned char nApplyCount; // 标记当前hash Bucket被递归访问的次数(防止多次递归)
    zend_bool bApplyProtection;// 标记当前hash桶允许不允许多次访问,不允许时,最多只能递归3次
#if ZEND_DEBUG
    int inconsistent;
#endif
} HashTable;
登入後複製

Bucket結構體則用於保存資料的具體內容

typedef struct bucket {
    ulong h;            // 对char *key进行hash后的值,或者是用户指定的数字索引值
    uint nKeyLength;    // hash关键字的长度,如果数组索引为数字,此值为0
    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
    void *pDataPtr;     // 如果是指针数据,此值会指向真正的value,同时上面pData会指向此值
    struct bucket *pListNext;   // 指向整个哈希表的该单元的下一个元素
    struct bucket *pListLast;   // 指向整个哈希表的该单元的上一个元素
    struct bucket *pNext;       // 指向由于哈希冲突导致存放在同一个单元的链表中的下一个元素
    struct bucket *pLast;       // 指向由于哈希冲突导致存放在同一个单元的链表中的上一个元素
    // 保存当前值所对于的key字符串,这个字段只能定义在最后,实现变长结构体
    char arKey[1];              
} Bucket;
登入後複製

其中Bucket結構體內有指向使用者資料的pData元素,其實是指向了先前我們介紹的變數zval結構體,這也是為什麼當建立陣列時,會出現陣列元素1的變數容器。

雜湊表內部結構關係圖

php哈希表及數組的介紹(附程式碼)

#註:圖片來自網路

從上圖我們可以看出,Bucket在存放資料的時候,如果存在雜湊衝突,則將多個關鍵字映射到鍊錶中,由此組成了雙向鍊錶

總結

今天,我們以數組作為切入點,簡單了解了下基本的資料結構:哈希表和鍊錶;並且了解了數組的底層實現,即哈希表 雙向鍊錶。其實哈希表作為php中最重要的資料結構,用處很廣。

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以上是php哈希表及數組的介紹(附程式碼)的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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來源:segmentfault.com
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