PHP7数组的底层实现示例

PHP数组的底层魅力：特性与实现方法

PHP数组以其强大灵活的特性成为了开发者钟爱的数据类型。它支持数字或字符串作为键值的特性，使得数组操作更为便捷。你可以按顺序读取数组元素，也可以随机访问数组中的特定元素。更令人惊喜的是，PHP数组的长度是可变的，你可以随时添加或删除元素。

正是基于这些独特的特性，PHP数组能够轻松地实现集合、栈、列表、字典等多种数据结构。那么，这些特性在底层是如何实现的呢？这就不得不提到它的底层数据结构——散列表（hashTable）。

在PHP中，数组实际上是一个有序映射，每一个元素都通过键（Key）与值（Value）相关联。其底层实现是散列表，这是一种根据键直接访问内存存储位置的数据结构。散列表的查找效率非常高，理想情况下，时间复杂度是O(1)。

要了解PHP数组的底层实现，我们首先需要理解其数据结构。在源码中，我们可以看到zend_array的结构。它包含了许多重要的元素，如存储元素的数组Bucket，指向数组起始位置的指针arData等。这些元素共同构成了PHP数组的底层结构。

Bucket是储存具体值的数据结构。每一个Bucket包含一个zval，用于存储具体的值。还有一个哈希值h，无论是数字键还是字符串键，都会通过映射函数得到这个哈希值。通过这个哈希值，我们可以直接在散列表中寻址，无需通过关键字比较。

PHP数组的底层实现是一个复杂的系统，涉及到许多深入的知识。但通过对它的理解，我们可以更好地利用PHP数组的特性，实现更高效、更灵活的编程。希望你能对PHP数组的底层实现有更深入的了解。如果你对PHP数组的底层实现还有更多疑问，或者对其他PHP相关的话题有兴趣，欢迎继续，一起学习，一起进步。关于PHP数组中的Bucket和映射机制

在PHP数组中，Bucket是一个关键概念，当key值为字符串时，它指向该字符串对应的zend_string。在散列表中，元素是无序存储的，那么如何有序地读取这些元素呢？答案就在于中间映射表。

中间映射表是一个与Bucket数组大小相同的数组，储存的是整形数据，用于保存元素实际存储的Value在Bucket中的下标。这样，通过中间映射表，我们可以找到每个元素在Bucket中的位置，从而实现有序读取。

而这一切都离不开映射函数的作用。PHP7数组采用的映射方式是将key经过time33算法生成的哈希值与nTableMask进行或运算，得出映射表的下标。由于nTableSize的值为2的幂次方，所以nTableMask二进制位右侧全部为0，保证了映射结果的范围在[-nTableSize, -1]之间，正好在映射表的下标范围内。这种映射函数的设计非常巧妙，与其他方法如取余的方法相比，运算速度较高。

不同键名通过映射函数计算得到的散列值有可能相同，这就是所谓的散列冲突。对于散列冲突，有以下四种常用方法：1.将散列值放到相邻的最近地址里；2.换个散列函数重新计算散列值；3.将冲突的散列值统一放到另一个地方；4.在冲突位置构造一个单向链表，将散列值相同的元素放到相同槽位对应的链表中。PHP数组采用的就是链地址法解决散列冲突的问题。

具体实现中，当发生散列冲突时，Bucket会被串成链表。这样，中间映射表映射出的就不是某一个元素，而是一个Bucket链表。当我们访问某个元素时，需要遍历这个链表，逐个对比Key值，找到目标元素。每个Bucket之间的链接是通过将原value的下标保存到新value的zval.u2.next里实现的，形成了一个单向链表。

当删除某个数组元素时，PHP会使用标志位进行逻辑删除，而不是真正删除该元素所在的Bucket。这是因为每次删除都重新排列会造成不必要的性能开销。当删除元素达到一定数量或扩容后，都需要重建散列表，移除被标记为删除的value。在这个过程中，key-value的映射关系需要重新计算。深入理解PHP7数组底层实现：Bucket移动与哈希变化引发的映射重塑

在PHP7的数组底层实现中，当value在Bucket位置发生移动或者哈希数组nTableSize发生变化时，key与value的映射关系将会改变。这时，重建过程就显得尤为重要。重建的过程实质上是对Bucket数组中的value进行遍历，然后重新计算映射值并更新到散列表。

究竟何为Bucket和哈希数组nTableSize？简单来说，Bucket是散列表中用于存储数据的一个个“桶”，而nTableSize则是哈希表的大小。当我们在散列表中存储数据时，数据会通过哈希算法被映射到相应的Bucket中。一旦Bucket的位置或nTableSize发生变化，原有的映射关系就可能被打乱，这时就需要进行重建。

重建过程并不复杂。我们需要遍历Bucket数组中的每一个元素，对于每一个元素，我们都要重新计算其哈希值，然后根据新的哈希值将其放置到新的位置。这样一来，新的映射关系就形成了。在这个过程中，我们还需要对散列表进行相应的调整，以保证新的映射关系能够正确反映数据的存储状态。

这就是PHP7数组底层实现的简要概述。这仅仅是一个大概的描述，实际的情况可能会更复杂。由于我的水平有限，无法对其进行深入的研究和详细的解释。如果有任何疑问或者发现不足之处，欢迎提出。我会尽力解答，并和大家共同学习。

参考资料：《PHP7的底层设计与源码实现》

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