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PHP中array_keys和array_unique函数源码的分析

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本文从array_keys和array_unique的源码分析出函数的性能,并给出了优化建议,十分不错的文章,有需要的小伙伴可以参考下

性能分析

从运行性能上分析,看看下面的测试代码:

  1. $test=array(); 
  2. for($run=0; $run<10000; $run++) 
  3. $test[]=rand(0,100); 
  4.  
  5. $time=microtime(true); 
  6.  
  7. $out = array_unique($test); 
  8.  
  9. $time=microtime(true)-$time
  10. echo 'Array Unique: '.$time."\n"
  11.  
  12. $time=microtime(true); 
  13.  
  14. $out=array_keys(array_flip($test)); 
  15.  
  16. $time=microtime(true)-$time
  17. echo 'Keys Flip: '.$time."\n"
  18.  
  19. $time=microtime(true); 
  20.  
  21. $out=array_flip(array_flip($test)); 
  22.  
  23. $time=microtime(true)-$time
  24. 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

  1. /* {{{ proto array array_keys(array input [, mixed search_value[, bool strict]]) 
  2.   Return just the keys from the input array, optionally only for the specified       search_value */ 
  3. PHP_FUNCTION(array_keys
  4.   //变量定义 
  5.   zval *input,        /* Input array */ 
  6.      *search_value = NULL,  /* Value to search for */ 
  7.      **entry,        /* An entry in the input array */ 
  8.       res,          /* Result of comparison */ 
  9.      *new_val;        /* New value */ 
  10.   int  add_key;        /* Flag to indicate whether a key should be added */ 
  11.   char *string_key;      /* String key */ 
  12.   uint  string_key_len; 
  13.   ulong num_key;        /* Numeric key */ 
  14.   zend_bool strict = 0;    /* do strict comparison */ 
  15.   HashPosition pos; 
  16.   int (*is_equal_func)(zval *, zval *, zval * TSRMLS_DC) = is_equal_function; 
  17.  
  18.   //程序解析参数 
  19.   if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a|zb", &input, &search_value, &strict) == FAILURE) { 
  20.     return
  21.   } 
  22.  
  23.   // 如果strict是true,则设置is_equal_func为is_identical_function,即全等比较 
  24.   if (strict) { 
  25.     is_equal_func = is_identical_function; 
  26.   } 
  27.  
  28.   /* 根据search_vale初始化返回的数组大小 */ 
  29.   if (search_value != NULL) { 
  30.     array_init(return_value); 
  31.   } else { 
  32.     array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(input))); 
  33.   } 
  34.   add_key = 1; 
  35.  
  36.   /* 遍历输入的数组参数,然后添加键值到返回的数组 */ 
  37.   zend_hash_internal_pointer_reset_ex(Z_ARRVAL_P(input), &pos);//重置指针 
  38.   //循环遍历数组 
  39.   while (zend_hash_get_current_data_ex(Z_ARRVAL_P(input), (void **)&entry, &pos) == SUCCESS) { 
  40.     // 如果search_value不为空 
  41.     if (search_value != NULL) { 
  42.       // 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 
  43.       is_equal_func(&res, search_value, *entry TSRMLS_CC); 
  44.       add_key = zval_is_true(&res); 
  45.     } 
  46.  
  47.     if (add_key) { 
  48.       // 创建一个zval结构体 
  49.       MAKE_STD_ZVAL(new_val); 
  50.  
  51.       // 根据键值是字符串还是整型数字将值插入到return_value中 
  52.       switch (zend_hash_get_current_key_ex(Z_ARRVAL_P(input), &string_key, &string_key_len, &num_key, 1, &pos)) { 
  53.         case HASH_KEY_IS_STRING: 
  54.           ZVAL_STRINGL(new_val, string_key, string_key_len – 1, 0); 
  55.           // 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 
  56.           zend_hash_next_index_insert(Z_ARRVAL_P(return_value), &new_val, sizeof(zval *), NULL); 
  57.           break
  58.  
  59.         case HASH_KEY_IS_LONG: 
  60.           Z_TYPE_P(new_val) = IS_LONG
  61.           Z_LVAL_P(new_val) = num_key; 
  62.           zend_hash_next_index_insert(Z_ARRVAL_P(return_value), &new_val, sizeof(zval *), NULL); 
  63.           break
  64.       } 
  65.     } 
  66.  
  67.     // 移动到下一个 
  68.     zend_hash_move_forward_ex(Z_ARRVAL_P(input), &pos); 
  69.   } 
  70. /* }}} */ 

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)。

  1. /* {{{ proto array array_flip(array input) 
  2.   Return array with key <-> value flipped */ 
  3. PHP_FUNCTION(array_flip
  4.   // 定义变量 
  5.   zval *array, **entry, *data; 
  6.   char *string_key; 
  7.   uint str_key_len; 
  8.   ulong num_key; 
  9.   HashPosition pos; 
  10.  
  11.   // 解析数组参数 
  12.   if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a", &array) == FAILURE) { 
  13.     return
  14.   } 
  15.  
  16.   // 初始化返回数组 
  17.   array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array))); 
  18.  
  19.   // 重置指针 
  20.   zend_hash_internal_pointer_reset_ex(Z_ARRVAL_P(array), &pos); 
  21.   // 遍历每个元素,并执行键<->值交换操作 
  22.   while (zend_hash_get_current_data_ex(Z_ARRVAL_P(array), (void **)&entry, &pos) == SUCCESS) { 
  23.     // 初始化一个结构体 
  24.     MAKE_STD_ZVAL(data); 
  25.     // 将原数组的值赋值为新数组的键 
  26.     switch (zend_hash_get_current_key_ex(Z_ARRVAL_P(array), &string_key, &str_key_len, &num_key, 1, &pos)) { 
  27.       case HASH_KEY_IS_STRING: 
  28.         ZVAL_STRINGL(data, string_key, str_key_len – 1, 0); 
  29.         break
  30.       case HASH_KEY_IS_LONG: 
  31.         Z_TYPE_P(data) = IS_LONG
  32.         Z_LVAL_P(data) = num_key; 
  33.         break
  34.     } 
  35.  
  36.     // 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 
  37.     if (Z_TYPE_PP(entry) == IS_LONG) { 
  38.       zend_hash_index_update(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_LVAL_PP(entry), &data, sizeof(data), NULL); 
  39.     } else if (Z_TYPE_PP(entry) == IS_STRING) { 
  40.       zend_symtable_update(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_STRVAL_PP(entry), Z_STRLEN_PP(entry) + 1, &data, sizeof(data), NULL); 
  41.     } else { 
  42.       zval_ptr_dtor(&data); /* will free also zval structure */ 
  43.       php_error_docref(NULL TSRMLS_CC, E_WARNING, "Can only flip STRING and INTEGER values!"); 
  44.     } 
  45.  
  46.     // 下一个 
  47.     zend_hash_move_forward_ex(Z_ARRVAL_P(array), &pos); 
  48.   } 
  49. /* }}} */ 

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。

  1. /* {{{ proto array array_unique(array input [, int sort_flags]) 
  2.   Removes duplicate values from array */ 
  3. PHP_FUNCTION(array_unique
  4.   // 定义变量 
  5.   zval *array, *tmp; 
  6.   Bucket *p; 
  7.   struct bucketindex { 
  8.     Bucket *b; 
  9.     unsigned int i; 
  10.   }; 
  11.   struct bucketindex *arTmp, *cmpdata, *lastkept; 
  12.   unsigned int i; 
  13.   long sort_type = PHP_SORT_STRING; 
  14.  
  15.   // 解析参数 
  16.   if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a|l", &array, &sort_type) == FAILURE) { 
  17.     return
  18.   } 
  19.  
  20.   // 设置比较函数 
  21.   php_set_compare_func(sort_type TSRMLS_CC); 
  22.  
  23.   // 初始化返回数组 
  24.   array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array))); 
  25.   // 将值拷贝到新数组 
  26.   zend_hash_copy(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_ARRVAL_P(array), (copy_ctor_func_t) zval_add_ref, (void *)&tmp, sizeof(zval*)); 
  27.  
  28.   if (Z_ARRVAL_P(array)->nNumOfElements <= 1) {  /* 什么都不做 */ 
  29.     return
  30.   } 
  31.  
  32.   /* 根据target_hash buckets的指针创建数组并排序 */ 
  33.   arTmp = (struct bucketindex *) pemalloc((Z_ARRVAL_P(array)->nNumOfElements + 1) * sizeof(struct bucketindex), Z_ARRVAL_P(array)->persistent); 
  34.   if (!arTmp) { 
  35.     zval_dtor(return_value); 
  36.     RETURN_FALSE; 
  37.   } 
  38.   for (i = 0, p = Z_ARRVAL_P(array)->pListHead; p; i++, p = p->pListNext) { 
  39.     arTmp[i].b = p; 
  40.     arTmp[i].i = i; 
  41.   } 
  42.   arTmp[i].b = NULL; 
  43.   // 排序 
  44.   zend_qsort((void *) arTmp, i, sizeof(struct bucketindex), php_array_data_compare TSRMLS_CC); 
  45.  
  46.   /* 遍历排序好的数组,然后删除重复的元素 */ 
  47.   lastkept = arTmp; 
  48.   for (cmpdata = arTmp + 1; cmpdata->b; cmpdata++) { 
  49.     if (php_array_data_compare(lastkept, cmpdata TSRMLS_CC)) { 
  50.       lastkept = cmpdata; 
  51.     } else { 
  52.       if (lastkept->i > cmpdata->i) { 
  53.         p = lastkept->b; 
  54.         lastkept = cmpdata; 
  55.       } else { 
  56.         p = cmpdata->b; 
  57.       } 
  58.       if (p->nKeyLength == 0) { 
  59.         zend_hash_index_del(Z_ARRVAL_P(return_value), p->h); 
  60.       } else { 
  61.         if (Z_ARRVAL_P(return_value) == &EG(symbol_table)) { 
  62.           zend_delete_global_variable(p->arKey, p->nKeyLength – 1 TSRMLS_CC); 
  63.         } else { 
  64.           zend_hash_quick_del(Z_ARRVAL_P(return_value), p->arKey, p->nKeyLength, p->h); 
  65.         } 
  66.       } 
  67.     } 
  68.   } 
  69.   pefree(arTmp, Z_ARRVAL_P(array)->persistent); 
  70. /* }}} */ 

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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文章名称:《PHP中array_keys和array_unique函数源码的分析》
文章链接:https://www.adminn.cn/news/34540.html
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