PHP7源码之array_flip函数分析

以下源码基于 PHP 7.3.8

array array_flip ( array $array )

(PHP 4, PHP 5, PHP 7)

array_flip — 交换数组中的键和值

array_flip 函数的源代码在 /ext/standard/array.c 文件中。

/* {{{ proto array array_flip(array input)

   Return array with key <-> value flipped */

PHP_FUNCTION(array_flip)

{

    // 定义变量

    zval *array, *entry, data;

    zend_ulong num_idx;

    zend_string *str_idx;

    // 解析数组参数

    ZEND_PARSE_PARAMETERS_START(1, 1)

        Z_PARAM_ARRAY(array)

    ZEND_PARSE_PARAMETERS_END();

    // 初始化返回数组

    array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array)));

    // 遍历每个元素，并执行键值交换操作

    ZEND_HASH_FOREACH_KEY_VAL(Z_ARRVAL_P(array), num_idx, str_idx, entry) {

        ZVAL_DEREF(entry);

        if (Z_TYPE_P(entry) == IS_LONG) {

            if (str_idx) {

                ZVAL_STR_COPY(&data, str_idx);

            } else {

                ZVAL_LONG(&data, num_idx);

            }

            zend_hash_index_update(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_LVAL_P(entry), &data);

        } else if (Z_TYPE_P(entry) == IS_STRING) {

            if (str_idx) {

                ZVAL_STR_COPY(&data, str_idx);

            } else {

                ZVAL_LONG(&data, num_idx);

            }

            zend_symtable_update(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_STR_P(entry), &data);

        } else {

            php_error_docref(NULL, E_WARNING, "Can only flip STRING and INTEGER values!");

        }

    } ZEND_HASH_FOREACH_END();

}

/* }}} */

参数解析 Z_PARAM_ARRAY

先看参数解析部分

ZEND_PARSE_PARAMETERS_START(1, 1)

    Z_PARAM_ARRAY(array)

ZEND_PARSE_PARAMETERS_END();

Z_PARAM_ARRAY 的主要作用是指定一个参数使数组解析为 zval。关于它的详细资料可以点此查看

Specify a parameter that should parsed as an array into a zval.

返回值 return_value

解析完参数后，返回数组就被初始化了：

array_init_size(return_value, zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array)));

ZEND_FUNCTION 本身不像 PHP 一样用 return 返回值，而是修改 return_value 指针所指向的变量，内核会把 return_value 指向的变量作为用户端调用此函数后得到的返回值。

Z_ARRVAL_P 的定义如下：

#define Z_ARRVAL_P(zval_p)          Z_ARRVAL(*(zval_p))

zend_hash_num_elements 函数代码如下：

#define zend_hash_num_elements(ht) \

    (ht)->nNumOfElements

array_init_size 函数代码如下：

#define array_init_size(arg, size)  ZVAL_ARR((arg), zend_new_array(size))

返回数组的初始化主要分为 3 步：

Z_ARRVAL_P 宏从 zval 里面提取值到哈希表；

zend_hash_num_elements 提取哈希表元素的个数（nNumOfElements 属性）。

array_init_size 使用 size 变量初始化数组。

键值交换

ZEND_HASH_FOREACH_KEY_VAL 宏定义的内容如下：

#define ZEND_HASH_FOREACH_KEY_VAL(ht, _h, _key, _val) \

    ZEND_HASH_FOREACH(ht, 0); \

    _h = _p->h; \

    _key = _p->key; \

    _val = _z;

继续展开 ZEND_HASH_FOREACH：

#define ZEND_HASH_FOREACH(_ht, indirect) do { \

        HashTable *__ht = (_ht); \

        Bucket *_p = __ht->arData; \

        Bucket *_end = _p + __ht->nNumUsed; \

        for (; _p != _end; _p++) { \

            zval *_z = &_p->val; \

            if (indirect && Z_TYPE_P(_z) == IS_INDIRECT) { \

                _z = Z_INDIRECT_P(_z); \

            } \

            if (UNEXPECTED(Z_TYPE_P(_z) == IS_UNDEF)) continue;

ZEND_HASH_FOREACH_END 的定义如下：

#define ZEND_HASH_FOREACH_END() \

        } \

    } while (0)

则

ZEND_HASH_FOREACH_KEY_VAL(Z_ARRVAL_P(array), num_idx, str_idx, entry) {

    // code

}

完全展开如下：

do {

    Bucket *_p = (_ht)->arData;  // Z_ARRVAL_P(array) ---> ht ---> _ht

    Bucket *_end = _p + (_ht)->nNumUsed;  // 起始地址+偏移地址

    for (; _p != _end; _p++) {

        zval *_z = &_p->val;

        if (indirect && Z_TYPE_P(_z) == IS_INDIRECT) {

            _z = Z_INDIRECT_P(_z);

        }

        if (UNEXPECTED(Z_TYPE_P(_z) == IS_UNDEF)) continue;

        _h = _p->h;  // zend_ulong num_idx ---> _h

        _key = _p->key; // zend_string *str_idx ---> _key

        _val = _z; // zval *entry ---> _val

        {

           //code

        }

    }

} while (0)

主要作用是迭代一个哈希表的键和值。在上面完全展开的代码中，省略的代码 code 主要实现交换键值。

如果数组元素的索引为数字：

if (Z_TYPE_P(entry) == IS_LONG) {

    if (str_idx) {

        ZVAL_STR_COPY(&data, str_idx);

    } else {

        ZVAL_LONG(&data, num_idx);

    }

    zend_hash_index_update(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_LVAL_P(entry), &data);

}

zend_hash_index_update 的三个参数分别是：需要更新的哈希表 Z_ARRVAL_P(return_value)，整型下标 Z_LVAL_P(entry)，值 &data。

如果str_idx 不为空，就将 str_idx 拷贝给 data ，反之将 num_idx 拷贝给 data ，然后使用 zend_hash_index_update 函数将值插入/更新到返回数组中。

如果数组元素的索引为字符串：

else if (Z_TYPE_P(entry) == IS_STRING) {

    if (str_idx) {

        ZVAL_STR_COPY(&data, str_idx);

    } else {

        ZVAL_LONG(&data, num_idx);

    }

    zend_symtable_update(Z_ARRVAL_P(return_value), Z_STR_P(entry), &data);

}

如果str_idx 不为空，就将 str_idx 拷贝给 data ，反之将 num_idx 拷贝给 data ，然后使用 zend_symtable_update 函数将值插入/更新到返回数组中。

数组元素的值只能为字符串或整数，否则报 warning 错误：

else {

    php_error_docref(NULL, E_WARNING, "Can only flip STRING and INTEGER values!");

}

以上就是 array_flip 函数的源码分析。（END）

后记：其实一开始的标题是『为什么array_flip(array_flip())比array_unique()快』，于是有了以下的篇幅☟，再然后觉得要追根溯源，于是去研究 PHP7 的源代码，标题改成了『PHP7源码解释为什么array_flip(array_flip())比array_unique()快』，就有了上边的篇幅☝，可没想到光一个 array_flip 函数的源码整理就用去了不少时间，遂定为『PHP7源码之array_flip函数』，等后面得了时间再整理 array_unique 函数的笔记。（捂脸）

今天在项目中看到这样一句代码

$userIds = array_flip(array_flip($ids));

显而易见，这是为了去重，因为 array_flip 函数可以交换数组中的键和值，原来重复的值会变为相同的键。再进行一次键值互换，把键和值换回来则可以完成去重。

想起几年前跟朋友学 PHP 时，朋友说去重函数 array_unique 性能不高，要少用。只不过那时是初学，没有刨根问底。可今天不忙，就亲自动手测试了一下，简易代码如下：

//运行开始

$startTime = getMicrotime();

$startMemory = getUseMemory();

$arr = [1,2,3...]; // 数据略

array_unique($arr);

// array_flip(array_flip($arr));

//运行结束

$endTime = getMicrotime();

$endMemory = getUseMemory();

//运行结果

echo "执行耗时：" . ($endTime - $startTime) * 1000 . '毫秒';

echo "占用内存：" . ($endMemory - $startMemory) . 'kb';

/**

* 获取时间（微秒）

*/

function getMicrotime(){

    list($usec, $sec) = explode(' ', microtime());

    return (float)$usec + (float)$sec;

}

/**

* 获取使用内存（kb）

*/

function getUseMemory(){

    $useMemory = round(memory_get_usage(true) / 1024, 2);

    return $useMemory;

}

注：代码在终端执行：CentOS 7.4，PHP 7.3.4。

1w个元素，15个重复元素：

array_unique	0.84280967712402 ms	0.95009803771973 ms	0.85306167602539 ms	0.90694427490234 ms	0.87213516235352 ms
	0 kb	0 kb	0 kb	0 kb	0 kb
array_flip	0.7328987121582 ms	0.74005126953125 ms	0.76198577880859 ms	0.77080726623535 ms	0.79989433288574 ms
	0 kb	0 kb	0 kb	0 kb	0 kb

可以看到 array_unique 函数去重确实比 array_flip 函数所用时间长一些，但差异不大。

如果是10w个元素，10个重复元素：

array_unique	15.263795852661 ms	23.360013961792 ms	15.237092971802 ms	15.599012374878 ms	15.784978866577 ms
	0 kb	0 kb	0 kb	0 kb	0 kb
array_flip	10.167121887207 ms	10.363101959229 ms	10.868072509766 ms	10.629892349243 ms	10.660171508789 ms
	0 kb	0 kb	0 kb	0 kb	0 kb

可以看到两个函数的耗时拉开了差距。相信随着数据量的增大，耗时的差距也会更大。

巴特西

PHP7源码之array_flip函数分析

参数解析 Z_PARAM_ARRAY

返回值 return_value

键值交换

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