PHP中array_keys和array_unique函數(shù)源碼的分析

更新時間：2016年02月26日 08:52:30 投稿：hebedich

本文從array_keys和array_unique的源碼分析出函數(shù)的性能，并給出了優(yōu)化建議，十分不錯的文章，有需要的小伙伴可以參考下

性能分析

從運(yùn)行性能上分析，看看下面的測試代碼：

$test=array();
for($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";

運(yùn)行結(jié)果如下：

從上圖可以看到，使用array_unique函數(shù)需要0.069s;使用array_flip后再使用array_keys函數(shù)需要0.00152s;使用兩次array_flip函數(shù)需要0.00146s。

測試結(jié)果表明，使用array_flip后再調(diào)用array_keys函數(shù)比array_unique函數(shù)快。那么，具體原因是什么呢？讓我們看看在PHP底層，這兩個函數(shù)是怎么實(shí)現(xiàn)的。

源碼分析

/* {{{ 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)
{
  //變量定義
  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;

  //程序解析參數(shù)
  if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a|zb", &input, &search_value, &strict) == FAILURE) {
    return;
  }

  // 如果strict是true，則設(shè)置is_equal_func為is_identical_function，即全等比較
  if (strict) {
    is_equal_func = is_identical_function;
  }

  /* 根據(jù)search_vale初始化返回的數(shù)組大小 */
  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;

  /* 遍歷輸入的數(shù)組參數(shù)，然后添加鍵值到返回的數(shù)組 */
  zend_hash_internal_pointer_reset_ex(Z_ARRVAL_P(input), &pos);//重置指針
  //循環(huán)遍歷數(shù)組
  while (zend_hash_get_current_data_ex(Z_ARRVAL_P(input), (void **)&entry, &pos) == SUCCESS) {
    // 如果search_value不為空
    if (search_value != NULL) {
      // 判斷search_value與當(dāng)前的值是否相同，并將比較結(jié)果保存到add_key變量
      is_equal_func(&res, search_value, *entry TSRMLS_CC);
      add_key = zval_is_true(&res);
    }

    if (add_key) {
      // 創(chuàng)建一個zval結(jié)構(gòu)體
      MAKE_STD_ZVAL(new_val);

      // 根據(jù)鍵值是字符串還是整型數(shù)字將值插入到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);
          // 此函數(shù)負(fù)責(zé)將值插入到return_value中，如果鍵值已存在，則使用新值更新對應(yīng)的值，否則直接插入
          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;
      }
    }

    // 移動到下一個
    zend_hash_move_forward_ex(Z_ARRVAL_P(input), &pos);
  }
}
/* }}} */

以上是array_keys函數(shù)底層的源碼。為方便理解，筆者添加了一些中文注釋。如果需要查看原始代碼，可以點(diǎn)擊查看。這個函數(shù)的功能就是新建一個臨時數(shù)組，然后將鍵值對重新復(fù)制到新的數(shù)組，如果復(fù)制過程中有重復(fù)的鍵值出現(xiàn)，那么就用新的值替換。這個函數(shù)的主要步驟是地57和63行調(diào)用的zend_hash_next_index_insert函數(shù)。該函數(shù)將元素插入到數(shù)組中，如果出現(xiàn)重復(fù)的值，則使用新的值更新原鍵值指向的值，否則直接插入，時間復(fù)雜度是O(n)。

/* {{{ proto array array_flip(array input)
  Return array with key <-> value flipped */
PHP_FUNCTION(array_flip)
{
  // 定義變量
  zval *array, **entry, *data;
  char *string_key;
  uint str_key_len;
  ulong num_key;
  HashPosition pos;

  // 解析數(shù)組參數(shù)
  if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a", &array) == FAILURE) {
    return;
  }

  // 初始化返回?cái)?shù)組
  array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array)));

  // 重置指針
  zend_hash_internal_pointer_reset_ex(Z_ARRVAL_P(array), &pos);
  // 遍歷每個元素，并執(zhí)行鍵<->值交換操作
  while (zend_hash_get_current_data_ex(Z_ARRVAL_P(array), (void **)&entry, &pos) == SUCCESS) {
    // 初始化一個結(jié)構(gòu)體
    MAKE_STD_ZVAL(data);
    // 將原數(shù)組的值賦值為新數(shù)組的鍵
    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;
    }

    // 將原數(shù)組的鍵賦值為新數(shù)組的值，如果有重復(fù)的，則使用新值覆蓋舊值
    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!");
    }

    // 下一個
    zend_hash_move_forward_ex(Z_ARRVAL_P(array), &pos);
  }
}
/* }}} */

上面就是是array_flip函數(shù)的源碼。點(diǎn)擊鏈接查看原始代碼。這個函數(shù)主要的做的事情就是創(chuàng)建一個新的數(shù)組，遍歷原數(shù)組。在26行開始將原數(shù)組的值賦值為新數(shù)組的鍵，然后在37行開始將原數(shù)組的鍵賦值為新數(shù)組的值，如果有重復(fù)的，則使用新值覆蓋舊值。整個函數(shù)的時間復(fù)雜度也是O(n)。因此，使用了array_flip之后再使用array_keys的時間復(fù)雜度是O(n)。

接下來，我們看看array_unique函數(shù)的源碼。點(diǎn)擊鏈接查看原始代碼。

/* {{{ proto array array_unique(array input [, int sort_flags])
  Removes duplicate values from array */
PHP_FUNCTION(array_unique)
{
  // 定義變量
  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;

  // 解析參數(shù)
  if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "a|l", &array, &sort_type) == FAILURE) {
    return;
  }

  // 設(shè)置比較函數(shù)
  php_set_compare_func(sort_type TSRMLS_CC);

  // 初始化返回?cái)?shù)組
  array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array)));
  // 將值拷貝到新數(shù)組
  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;
  }

  /* 根據(jù)target_hash buckets的指針創(chuàng)建數(shù)組并排序 */
  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);

  /* 遍歷排序好的數(shù)組，然后刪除重復(fù)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，這個函數(shù)初始化一個新的數(shù)組，然后將值拷貝到新數(shù)組，然后在45行調(diào)用排序函數(shù)對數(shù)組進(jìn)行排序，排序的算法是zend引擎的塊樹排序算法。接著遍歷排序好的數(shù)組，刪除重復(fù)的元素。整個函數(shù)開銷最大的地方就在調(diào)用排序函數(shù)上，而快排的時間復(fù)雜度是O(nlogn)，因此，該函數(shù)的時間復(fù)雜度是O(nlogn)。

結(jié)論

因?yàn)閍rray_unique底層調(diào)用了快排算法，加大了函數(shù)運(yùn)行的時間開銷，導(dǎo)致整個函數(shù)的運(yùn)行較慢。這就是為什么array_keys比array_unique函數(shù)更快的原因。

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