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PHP中array_keys和array_unique函数源码的分析

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

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

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

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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