PHP變量和數(shù)據(jù)類型

編程語言可以分為三大類

1. 靜態(tài)類型語言，比如：C/Java等，在靜態(tài)語言類型中，類型的檢查是在編譯期(compile-time)確定的。

2. 動(dòng)態(tài)語言類型，比如：PHP，python等各種腳本語言，這類語言中的類型是在運(yùn)行時(shí)確定的。

3. 無類型語言，比如：匯編語言，匯編語言操作的是底層存儲(chǔ)，他們對類型毫無感知。

一、變量的結(jié)構(gòu)和類型

1）變量的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

在官方的PHP實(shí)現(xiàn)內(nèi)部，所有變量使用同一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(zval)來保存。 它不僅僅包含變量的值，也包含變量的類型。

在PHP中，存在8種變量類型，可以分為三類：

a. 標(biāo)量類型： boolean、integer、float(double)、string

b. 復(fù)合類型： array、object

c. 特殊類型： resource、NULL

變量存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下：

struct _zval_struct {
    zvalue_value value;     /* 存儲(chǔ)變量的值 是個(gè)聯(lián)合體*/
    zend_uint refcount__gc;    /*表示引用計(jì)數(shù) 默認(rèn)1*/
    zend_uchar type;    /* 變量具體的類型 */
    zend_uchar is_ref__gc;    /*表示是否為引用 默認(rèn)0*/};

type的值可以為： IS_NULL、IS_BOOL、IS_LONG、IS_DOUBLE、IS_STRING、IS_ARRAY、IS_OBJECT和IS_RESOURCE之一。

2）變量的值存儲(chǔ)

上面的value是個(gè)聯(lián)合體，正因?yàn)槭沁@樣，才能做到弱類型，聯(lián)合體如下：

typedef union _zvalue_value {    long lval;    /*boolean integer*/
    double dval;    /*float*/
    struct {        char *val;        int len;
    } str;    /*String*/
    HashTable *ht;    /* Array */
    zend_object_value obj; /*Object*/} zvalue_value;

3）哈希表(HashTable)

a. 鍵(key)：用于操作數(shù)據(jù)的標(biāo)示，例如PHP數(shù)組中的索引，或者字符串鍵等等。

b. 槽(slot/bucket)：哈希表中用于保存數(shù)據(jù)的一個(gè)單元，也就是數(shù)據(jù)真正存放的容器。

c. 哈希函數(shù)(hash function)：將key映射(map)到數(shù)據(jù)應(yīng)該存放的slot所在位置的函數(shù)。

d. 哈希沖突(hash collision)：哈希函數(shù)將兩個(gè)不同的key映射到同一個(gè)索引的情況。

4）PHP的哈希實(shí)現(xiàn)

PHP的大部分的語言特性都是基于哈希表實(shí)現(xiàn)的， 例如：變量的作用域、函數(shù)表、類的屬性、方法等，Zend引擎內(nèi)部的很多數(shù)據(jù)都是保存在哈希表中的。

PHP中的哈希表是使用拉鏈法來解決沖突的，Zend為了保存數(shù)據(jù)之間的關(guān)系使用了雙向鏈表來鏈接元素。

拉鏈法如下圖所示：

圖中，”John Smith”和”Sandra Dee” 通過哈希函數(shù)都指向了152 這個(gè)索引，該索引又指向了一個(gè)鏈表， 在鏈表中依次存儲(chǔ)了這兩個(gè)字符串。

Zend引擎哈希表結(jié)構(gòu)和關(guān)系如下：

a. Bucket結(jié)構(gòu)體維護(hù)了兩個(gè)雙向鏈表，pNext和pLast指針分別指向本槽位所在的鏈表的關(guān)系。

b. 而pListNext和pListLast指針指向的則是整個(gè)哈希表所有的數(shù)據(jù)之間的鏈接關(guān)系。

c. HashTable結(jié)構(gòu)體中的pListHead和pListTail則維護(hù)整個(gè)哈希表的頭元素指針和最后一個(gè)元素的指針。

二、常量

PHP內(nèi)核會(huì)在詞法解析時(shí)將這些常量的內(nèi)容賦值進(jìn)行替換，而不是在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行分析。

1）常量的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

常量是在變量的zval結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上添加了一額外的元素。

typedef struct _zend_constant {
    zval value; /* zval結(jié)構(gòu)，PHP內(nèi)部變量的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，在第一小節(jié)有說明 */
    int flags;  /* 常量的標(biāo)記如 CONST_PERSISTENT | CONST_CS | CONST_CT_SUBST*/
    char *name; /* 常量名稱 */
    uint name_len;  
    int module_number;  /* 模塊號(hào) */} zend_constant;

1. CONST_CS：常量大小寫敏感

2. CONST_PERSISTENT：常量需要持久化；如果是非持久常量，會(huì)在RSHUTDOWN階段就將該常量釋放，否則只會(huì)在MSHUTDOWN階段將內(nèi)存釋放。用戶定義的常量都是非持久化的，通常擴(kuò)展和內(nèi)核定義的常量會(huì)設(shè)置為持久化。

3. CONST_CT_SUBST：Allow compile-time substitution（在編譯時(shí)可被替換）。在PHP內(nèi)核中這些常量包括：TRUE、FALSE、NULL、ZEND_THREAD_SAFE和ZEND_DEBUG_BUILD五個(gè)。

PHP常量的定義過程如下：

define('KFJ', 'Hello World');

2）標(biāo)準(zhǔn)常量

PHP內(nèi)置定義的常量，他們屬于標(biāo)準(zhǔn)常量。如錯(cuò)誤報(bào)告級(jí)別E_ALL, E_WARNING等。

這些常量都是持久化常量。

3）魔術(shù)常量

PHP中有七個(gè)魔術(shù)常量，他們的值其實(shí)是變化的，它們的值隨著它們在代碼中的位置改變而改變。 所以稱他們?yōu)槟g(shù)常量。

三、預(yù)定義變量

　　對于全部腳本而言，PHP 提供了大量的預(yù)定義變量。這些變量將所有的外部變量表示成內(nèi)建環(huán)境變量，并且將錯(cuò)誤信息表示成返回頭。

　　$_GET，$_POST，$_SERVER，$_FILES等變量，會(huì)在PHP腳本運(yùn)行之前就將它們加入到HashTable數(shù)據(jù)類型的符號(hào)表中。

　　由于都存儲(chǔ)在一個(gè)地方，所以在某個(gè)局部函數(shù)中使用類似于$GLOBALS變量這樣的預(yù)定義變量， 如果在此函數(shù)中有改變的它們的值的話，這些變量在其它局部函數(shù)調(diào)用時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)也會(huì)同步變化。

四、靜態(tài)變量

　　通常意義上靜態(tài)變量是靜態(tài)分配的，他們的生命周期和程序的生命周期一樣， 只有在程序退出時(shí)（RSHUTDOWN）才結(jié)束期生命周期，這和局部變量相反，局部變量只有在函數(shù)執(zhí)行時(shí)才會(huì)存在。 通常，當(dāng)一個(gè)函數(shù)執(zhí)行完畢，它的局部變量的值就已經(jīng)不存在，而且變量所占據(jù)的內(nèi)存也被釋放。

靜態(tài)變量可以分為3中：

1）靜態(tài)全局變量：PHP中的全局變量（預(yù)定義變量等）也可以理解為靜態(tài)全局變量，因?yàn)槌敲鞔_unset釋放，在程序運(yùn)行過程中始終存在。

2）靜態(tài)局部變量：也就是在函數(shù)內(nèi)定義的靜態(tài)變量，Zend為每個(gè)函數(shù)分配了一個(gè)私有的符號(hào)表（EG(active_op_array)->static_variables）來保存該函數(shù)的靜態(tài)變量。

3）靜態(tài)成員變量：這是在類中定義的靜態(tài)變量，和實(shí)例變量相對應(yīng)，靜態(tài)成員變量屬于類，不屬于某個(gè)實(shí)例，新航道托福所以可以在所有實(shí)例中共享。

查看在線代碼：

//靜態(tài)局部變量function static_function() {    static $i=0;    $i++;    print_r($i);
}
static_function();//1static_function();//2static_function();//3

//靜態(tài)成員變量
//Zend為每個(gè)函數(shù)分配了一個(gè)私有的符號(hào)表來保存該函數(shù)的靜態(tài)變量。class static_class {    public static $i=0;    public function get_static() {        return ++self::$i;
    }
}$class1 = new static_class();$class2 = new static_class();print_r($class1->get_static());//1print_r($class2->get_static());//2

五、類型提示的實(shí)現(xiàn)

PHP5中引入了類型提示這個(gè)概念。在定義方法參數(shù)時(shí)，同時(shí)定義參數(shù)的對象類型。

下面的示例代碼就是類型提示，但是在引用的時(shí)候傳入1，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

function prompt(Array $arr) {    print_r($arr);
}
prompt(1);

類型提示的實(shí)現(xiàn)有2種：

1）參數(shù)聲明時(shí)的類型提示，例如“$arr=[1,2];”

2）函數(shù)或方法調(diào)用時(shí)的類型提示（上面的示例代碼）

六、變量的生命周期

在ZE進(jìn)行詞法和語法的分析之后，生成具體的opcode，這些opcode最終被execute函數(shù)解釋執(zhí)行。

1）變量的聲明和賦值

在使用一個(gè)變量時(shí)，我們不需要聲明，也不需要初始化，直接對其賦值就可以使用。

$a = 10;

當(dāng)賦值的時(shí)候，zval結(jié)構(gòu)中的refcount_gc默認(rèn)為1，當(dāng)引用這個(gè)值的時(shí)候，會(huì)加1。

$a = 10;$b = &$a;//$a和$b引用了同一個(gè)zval結(jié)構(gòu),refcount_gc變?yōu)?,is_ref_gc為1$c = $a;//$c新建了一個(gè)zvak結(jié)構(gòu),refcount_gc變?yōu)?為1

2）變量的作用域

變量按作用域類型分為：全局變量和局部變量。

與JavaScript不同，得益于閉包的特性，JavaScript可以在函數(shù)中調(diào)用函數(shù)外的變量，而PHP不行。下面的代碼是錯(cuò)誤的：

$bar = 'outter';function _global() {    print_r($bar);//這里會(huì)報(bào)錯(cuò)}
_global();print_r($bar);//輸出為outter

a. 全局變量會(huì)保存在symbol_table中， 也就是頂層作用域中的變量。

b. 函數(shù)或者對象的方法在被調(diào)用時(shí)會(huì)創(chuàng)建active_symbol_table來保存局部變量。

c. 函數(shù)中的靜態(tài)變量存放在私有的符號(hào)表（EG(active_op_array)->static_variables）中。所以不會(huì)在函數(shù)結(jié)束的時(shí)候銷毀。

3）global

global語句的作用是定義全局變量，也就是將變量放到symbol_table中。

將上面的代碼修改一下，增加一個(gè)global聲明：

$bar = 'outter';function _global() {    global $bar ;//添加global聲明
    $bar = 'inner';    print_r($bar);
}
_global();print_r($bar);//輸出inner

七、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換

1）隱式類型轉(zhuǎn)換

a. 直接的變量賦值操作

b. 運(yùn)算式結(jié)果對變量的賦值操作

$str = 33;    //integer 另外的float(double)類似var_dump('prase'.$str);$str = null;    //nullvar_dump('prase'.$str);$str = true;    //booleanvar_dump('prase'.$str);$str = array(1,2);    //arrayvar_dump('prase'.$str);$str = new static_class();    //object 調(diào)用靜態(tài)變量中的類var_dump('prase'.$str);

a. 隱式轉(zhuǎn)換null的時(shí)候，最后輸出的是空

b. boolean轉(zhuǎn)換成了0或1

c. 雖然array最后輸出了，但最后還是報(bào)錯(cuò)。

d. 而類是直接報(bào)錯(cuò)，沒有輸出。

2）顯示類型轉(zhuǎn)換

PHP中允許的強(qiáng)制類型有：

a. (int), (integer) 轉(zhuǎn)換為整型

b. (bool), (boolean) 轉(zhuǎn)換為布爾類型

c. (float), (double) 轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)類型

d. (string) 轉(zhuǎn)換為字符串

e. (array) 轉(zhuǎn)換為數(shù)組

f. (object) 轉(zhuǎn)換為對象

g. (unset) 轉(zhuǎn)換為NULL，這個(gè)還是第一次見到