PHP中array_keys和array_unique函数源码的分析

PHP 2018-12-30

性能分析

从运行性能上分析，看看下面的测试代码：

rush:PHP;"> $test=array(); for($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";

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

rush:PHP;"> /* {{{ 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) { //变量定义 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;

//程序解析参数
if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSrmlS_CC,"a|zb",&input,&search_value,&strict) == FAILURE) {
return;
}

// 如果strict是true，则设置is_equal_func为is_identical_function，即全等比较
if (strict) {
is_equal_func = is_identical_function;
}

/ 根据search_vale初始化返回的数组大小 /
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;

/ 遍历输入的数组参数，然后添加键值到返回的数组 /
zend_hash_internal_pointer_reset_ex(Z_ARRVAL_P(input),&pos);//重置指针
//循环遍历数组
while (zend_hash_get_current_data_ex(Z_ARRVAL_P(input),(void *)&entry,&pos) == SUCCESS) {
// 如果search_value不为空
if (search_value != NULL) {
// 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
is_equal_func(&res,search_value,entry TSrmlS_CC);
add_key = zval_is_true(&res);
}

if (add_key) {
  // 创建<a href="https://www.jb51.cc/tag/yige/" target="_blank" class="keywords">一个</a>zval结构体
  MAKE_STD_ZVAL(new_val);

  // 根据键值是字符串还是整型数字将值插入到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<a href="https://www.jb51.cc/tag/hanshu/" target="_blank" class="keywords">函数</a>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
      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),NULL);
      break;
  }
}

// 移动到下<a href="https://www.jb51.cc/tag/yige/" target="_blank" class="keywords">一个</a>
zend_hash_move_forward_ex(Z_ARRVAL_P(input),&pos);

}
}
/ }}} /

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)。

rush:PHP;"> /* {{{ proto array array_flip(array input) Return array with key <-> value flipped */ PHP_FUNCTION(array_flip) { // 定义变量 zval *array,**entry,*data; char *string_key; uint str_key_len; ulong num_key; HashPosition pos;

// 解析数组参数
if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSrmlS_CC,"a",&array) == FAILURE) {
return;
}

// 初始化返回数组
array_init_size(return_value,zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array)));

// 重置指针
zend_hash_internal_pointer_reset_ex(Z_ARRVAL_P(array),&pos);
// 遍历每个元素，并执行键<->值交换操作
while (zend_hash_get_current_data_ex(Z_ARRVAL_P(array),&pos) == SUCCESS) {
// 初始化一个结构体
MAKE_STD_ZVAL(data);
// 将原数组的值赋值为新数组的键
switch (zend_hash_get_current_key_ex(Z_ARRVAL_P(array),&str_key_len,&pos)) {
case HASH_KEY_IS_STRING:
ZVAL_STRINGL(data,str_key_len - 1,0);
break;
case HASH_KEY_IS_LONG:
Z_TYPE_P(data) = IS_LONG;
Z_LVAL_P(data) = num_key;
break;
}

// 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
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,NULL);
} else {
  zval_ptr_dtor(&data); /* will free also zval structure */
  <a href="https://www.jb51.cc/tag/PHP/" target="_blank" class="keywords">PHP</a>_error_docref(NULL TS<a href="https://www.jb51.cc/tag/rml/" target="_blank" class="keywords">rml</a>S_CC,E_WARNING,"Can only flip STRING and INTEGER values!");
}

// 下<a href="https://www.jb51.cc/tag/yige/" target="_blank" class="keywords">一个</a>
zend_hash_move_forward_ex(Z_ARRVAL_P(array),&pos);

}
}
/ }}} /

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。

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

// 设置比较函数
php_set_compare_func(sort_type TSRMLS_CC);

// 初始化返回数组
array_init_size(return_value,zend_hash_num_elements(Z_ARRVAL_P(array)));
// 将值拷贝到新数组
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;
}

/ 根据target_hash buckets的指针创建数组并排序 /
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);

/ 遍历排序好的数组，然后删除重复的元素 /
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，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。

array_keysarray_unique

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