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PHP 弱类型

PHP是弱语言类型,主要分为三类:
1、标量类型:integer、string、float、boolean
2、复合类型:array、object
3、特殊类型:resource、null

在申明一个变量的时候,并不需要指明它保存的数据类型。例如:

  1. <?php
  2. $var = 1;
  3. $var = "variable";
  4. $var = 1.00;
  5. $var = array();
  6. $var = new Object();

php的弱语言类型是如何实现的呢。

php是通过c语言进行实现,但是c语言为强类型,PHP的弱类型如何实现?

1. 变量存储结构

变量的值存储到以下所示zval结构体中。 zval结构体定义在Zend/zend.h文件,其结构如下:

typedef struct _zval_struct zval;
...
struct _zval_struct {
    /* Variable information */
    zvalue_value value;     /* value */
    zend_uint refcount__gc;
    zend_uchar type;    /* active type */
    zend_uchar is_ref__gc;
};

PHP使用zval这个结构来存储变量的所有数据。 PHP在存储变量时会判断数据的类型,然后将变量类型和变量都保存在同一个zval结构体中。

zval结构体中有四个字段,其含义分别为:

属性名 含义 默认值
refcount__gc 表示引用计数 1
is_ref__gc 表示是否为引用 0
value 存储变量的值
type 变量具体的类型

2.变量类型:

zval结构体的type字段就是实现弱类型最关键的字段了,

type值列表(Zend/zend.h):

#define IS_NULL 0
#define IS_LONG 1
#define IS_DOUBLE 2
#define IS_BOOL 3
#define IS_ARRAY 4
#define IS_OBJECT 5
#define IS_STRING 6
#define IS_RESOURCE 7
#define IS_CONSTANT 8
#define IS_CONSTANT_ARRAY 9

3.变量的值存储

前面提到变量的值存储在zvalue_value联合体中,结构体定义如下:

typedef union _zvalue_value {
    long lval;                  /* long value */
    double dval;                /* double value */
    struct {
        char *val;
        int len;
    } str;
    HashTable *ht;              /* hash table value */
    zend_object_value obj;
} zvalue_value;

这里使用联合体而不是用结构体是出于空间利用率的考虑,因为一个变量同时只能属于一种类型。 如果使用结构体的话将会不必要的浪费空间,而PHP中的所有逻辑都围绕变量来进行的,这样的话, 内存浪费将是十分大的。这种做法成本小但收益非常大。

各种类型的数据会使用不同的方法来进行变量值的存储,其对应赋值方式如下:

一般类型

变量类型
boolean ZVAL_BOOL 布尔型/整型的变量值存储于(zval).value.lval中,其类型也会以相应的IS_*进行存储。 Z_TYPE_P(z)=IS_BOOL/LONG; Z_LVAL_P(z)=((b)!=0);
integer ZVAL_LONG
float ZVAL_DOUBLE
null ZVAL_NULL NULL值的变量值不需要存储,只需要把(zval).type标为IS_NULL。 Z_TYPE_P(z)=IS_NULL;
resource ZVAL_RESOURCE 资源类型的存储与其他一般变量无异,但其初始化及存取实现则不同。 Z_TYPE_P(z) = IS_RESOURCE; Z_LVAL_P(z) = l;

字符串String

字符串的类型标示和其他数据类型一样,不过在存储字符串时多了一个字符串长度的字段。

struct {
    char *val;
    int len;
} str;

C中字符串是以\0结尾的字符数组,这里多存储了字符串的长度,这和我们在设计数据库时增加的冗余字段异曲同工。 因为要实时获取到字符串的长度的时间复杂度是O(n),而字符串的操作在PHP中是非常频繁的,这样能避免重复计算字符串的长度, 这能节省大量的时间,是空间换时间的做法。
这么看在PHP中strlen()函数可以在常数时间内获取到字符串的长度。 计算机语言中字符串的操作都非常之多,所以大部分高级语言中都会存储字符串的长度。

数组Array

数组是PHP中最常用,也是最强大变量类型,它可以存储其他类型的数据,而且提供各种内置操作函数。数组的存储相对于其他变量要复杂一些, 数组的值存储在zvalue_value.ht字段中,它是一个HashTable类型的数据。 PHP的数组使用哈希表来存储关联数据。哈希表是一种高效的键值对存储结构。

PHP的哈希表实现中使用了两个数据结构HashTable和Bucket。
Bucket结构体是一个单链表,这是为了解决多个key哈希冲突的问题,也就是前面所提到的的链接法。 当多个key映射到同一个index的时候将冲突的元素链接起来。

PHP所有的工作都由哈希表实现,在下节HashTable中将进行哈希表基本概念的介绍以及PHP的哈希表实现。
https://www.cnblogs.com/tangchuanyang/p/6186196.html
需要一个容器来保存我们的哈希表,哈希表需要保存的内容主要是保存进来的的数据, 同时为了方便的得知哈希表中存储的元素个数,需要保存一个大小字段, 第二个需要的就是保存数据的容器了。作为实例,下面将实现一个简易的哈希表。基本的数据结构主要有两个, 一个用于保存哈希表本身,另外一个就是用于实际保存数据的单链表了,定义如下:

typedef struct _Bucket
{
    char *key;
    void *value;
    struct _Bucket *next;
} Bucket;

typedef struct _HashTable
{
    int size;
    int elem_num;
    Bucket** buckets;
} HashTable;

对象Object

在面向对象语言中,我们能自己定义自己需要的数据类型,包括类的属性,方法等数据。而对象则是类的一个具体实现。 对象有自身的状态和所能完成的操作。
PHP的对象是一种复合型的数据,使用一种zend_object_value的结构体来存放。其定义如下:

typedef struct _zend_object_value {
    zend_object_handle handle;  //  unsigned int类型,EG(objects_store).object_buckets的索引
    zend_object_handlers *handlers;
} zend_object_value;

PHP的对象只有在运行时才会被创建,前面的章节介绍了EG宏,这是一个全局结构体用于保存在运行时的数据。 其中就包括了用来保存所有被创建的对象的对象池,EG(objects_store),而object对象值内容的zend_object_handle域就是当前 对象在对象池中所在的索引,handlers字段则是将对象进行操作时的处理函数保存起来。 这个结构体及对象相关的类的结构_zend_class_entry,将在第五章作详细介绍。
PHP的弱变量容器的实现方式是兼容并包的形式体现,针对每种类型的变量都有其对应的标记和存储空间。 使用强类型的语言在效率上通常会比弱类型高,因为很多信息能在运行之前就能确定,这也能帮助排除程序错误。 而这带来的问题是编写代码相对会受制约。