【PHP核心學習】變數跟資料類型

【PHP核心學習】變數和資料類型

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|=---------------------=[ PHP核心中的變數和資料類型]=--------------------=|
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|=--------------------------=[ by d4shman ]=-----------------------------=|
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|=-------------------------=[  May 6, 2014  ]=---------------------------=|
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(_____ \| |   | (_____ \   /\   / _____) |  / )   
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|_|     |_|   |_|     |_|______|\______)_|  \_)   (向phrack致敬!)

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 0x01  變數的結構和類型
 0x02  雜湊表--PHP的靈魂
 0x03  常量
 0x04  參考文獻
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0x01  變數的結構和類型
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1.資料類型
  1.1靜態類型語言（C/Java）,編譯時間確定
  1.2動態類型語言（php/python）,運行時確定
  1.3無類型語言(彙編)，操作的底層儲存

2.php核心中所有的變數使用同一種資料結構zval來儲存，而這個結構同時表示php中各種資料類型，它不僅僅包含變數的值，也包含變數的類型。這就是php弱類型的核心。
        php中的8中資料類型：
  2.1標量類型： boolean, integer, float, string
  2.2複合類型:  array, object
  2.3特殊類型： resource, null
  
3.zval結構體(在php源碼目錄下Zend/zend.h中定義)：
  struct _zval_struct｛
    /*Variable information*/
    zvalue_value value  /*value， 變數的值*/
    zend_uint refcount__gc  /*reference count， 引用計數器*/
    zend_uchar type /*active type， 變數的類型*/
    zend_uchar is_ref__gc;  /*變數是否被引用*/
  ｝

4.變數類型：
  /*data types */
  #define IS_NULL0 
  #define IS_LONG 1
  #define IS_DOUBLE 2
  #define IS_BOOL 3
  #define IS_ARRAY4
  #define IS_OBJECT5
  #define IS_STRING 6
  #define IS_RESOURCE7
  #define IS_CONSTANT8
  #define IS_CONSTANT_ARRAY9
  #define IS_CALLABLE10
  
5.變數的值儲存
  typedef union _zvalue_value {
      long lval; /*long、bool、resource類型*/
  double dval ;/*double 類型*/
  struct {/*string 類型, len儲存了字串的長度*/
  char *val;
  int len;
  } str;
  HashTable *ht;  /*數組, 用HashTable實現*/
  zend_object_value obj; /*object 類型*/
  } zvalue_value;
  
  這裡之所以用共同體(union)是因為一個變數只可能有一種類型，符合共同體的特性，如果使用結構體則會浪費記憶體。
  
  執行個體：建立一個值為10的整型變數lvar,用php指令碼的話很簡單，就是:$lvar = 10
  而PHP核心中的實現可能就是類似下面這樣：
  zval lval;
  Z_TYPE(lvar) = IS_LONG;
  Z_LVAL(lvar) = 10;
  
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0x02  雜湊表--PHP的靈魂
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1.為什麼用雜湊表
  雜湊表通常提供CRUD(Create, Read, Update, Delete)操作，設計合理的雜湊表中，這些操作時間複雜度為O(1)，這也是它被鐘愛的原因。
  hash(key) -> index
  
2.雜湊表的實現：結構體 bucket和_hashtable組成了完整的HashTable。
  首先看bucket結構體(定義在 Zend/zend_hash.h):
  typedef struct bucket {
  ulong h;  /*hash值*/
  uint nKeyLength;/*key的長度*/
  void *pData;/*要儲存的記憶體塊地址，通常是malloc來的地址*/
  void *pDataPtr;/*儲存指標資料，不經過malloc的指標，防止產生記憶體片段*/
  struct bucket *pListNext;   /*bucket中具有同一hash值的下一個元素*/
  struct bucket *pListLast;   /*bucket中具有同一hash值的上一個元素*/
  struct bucket *pNext;/*雙向鏈表的下一個元素*/
  struct bucket *pLast;       /*雙向鏈表的上一個元素*/
  const char *arKey;/*儲存key*/
  } Bucket;
  
  可以看出bucket是一個雙向鏈表，這是為瞭解決多個key衝突的問題(即演算法導論中的連結法)
  
  
  再看_hashtable結構體：
  typedef struct _hashtable {
      uint nTableSize;                /*bucket數組的大小*/
  uint nTableMask;
  uint nNumOfElements;/*HashTable中元素的個數*/
  ulong nNextFreeElement;/*下一個可用的Bucket位置*/
  Bucket *pInternalPointer/*遍曆HashTable元素*/
  Bucket *pListHead;/*雙向鏈表表頭*/
  Bucket *pListTail;/*雙向鏈表表尾*/
  Bucket **arBuckets;/*Bucket數組*/
  } HashTable;
  
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  此處為HashTable的結構圖
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3.神奇的數字--33
  見我原來的一篇部落格：http://blog.csdn.net/wusuopubupt/article/details/11479869
  下面是PHP源碼中的一段注釋：
  /*
   * DJBX33A (Daniel J. Bernstein, Times 33 with Addition)
   *
   * This is Daniel J. Bernstein's popular `times 33' hash function as
   * posted by him years ago on comp.lang.c. It basically uses a function
   * like ``hash(i) = hash(i-1) * 33 + str[i]''. This is one of the best
   * known hash functions for strings. Because it is both computed very
   * fast and distributes very well.
   *
   * The magic of number 33, i.e. why it works better than many other
   * constants, prime or not, has never been adequately explained by
   * anyone. So I try an explanation: if one experimentally tests all
   * multipliers between 1 and 256 (as RSE did now) one detects that even
   * numbers are not useable at all. The remaining 128 odd numbers
   * (except for the number 1) work more or less all equally well. They
   * all distribute in an acceptable way and this way fill a hash table
   * with an average percent of approx. 86%.
   *
   * If one compares the Chi^2 values of the variants, the number 33 not
   * even has the best value. But the number 33 and a few other equally
   * good numbers like 17, 31, 63, 127 and 129 have nevertheless a great
   * advantage to the remaining numbers in the large set of possible
   * multipliers: their multiply operation can be replaced by a faster
   * operation based on just one shift plus either a single addition
   * or subtraction operation. And because a hash function has to both
   * distribute good _and_ has to be very fast to compute, those few
   * numbers should be preferred and seems to be the reason why Daniel J.
   * Bernstein also preferred it.
   *
   *
   *                  -- Ralf S. Engelschall <[email protected]>
   */

  
4.雜湊表的操作介面(省略了部分參數)
  初始化HashTable：int _zend_hash_init(HashTable *ht, uint nSize, hash_func_t pHashFunction);
  添加新hash值：   int _zend_hash_add_or_update(HashTable *ht, const char *arKey, uint nKeyLength, void *pData)
  尋找hash：       int zend_hash_find(const HashTable *ht, const char *arKey, uint nKeyLength, void **pData);


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0x03  常量
///// 
1.常量的內部結構
  typedef struct _zend_constant {
  zval value;
  int flags;  /*常量標記，如 CONST_PERSISTENT | CONST_CS */
  char *name;
  uint name_len;
  int module_number;
  } zend_constant;

2.define定義常量的過程  
  define的實現(定義在Zend/zend_builtin_functions.c)，下面是部分核心代碼：
  
  ZEND_FUNCTION(define)
  {
      /* 檢查常量名是否存在 */
      if (zend_memnstr(name, "::", sizeof("::") - 1, name + name_len)) {
          zend_error(E_WARNING, "Class constants cannot be defined or redefined");
          RETURN_FALSE;
      }
      
      ... // 類常量定義 此處不做介紹
      
      c.value = *val;
      zval_copy_ctor(&c.value);
      if (val_free) {
              zval_ptr_dtor(&val_free);
      }
      c.flags = case_sensitive;  /* 大小寫敏感 */
      c.name = zend_strndup(name, name_len);
      c.name_len = name_len+1;
      c.module_number = PHP_USER_CONSTANT;
      if (zend_register_constant(&c TSRMLS_CC) == SUCCESS) {  /*註冊常量*/
              RETURN_TRUE;
      } else {
              RETURN_FALSE;
      }
  }
  
3.魔術常量
  PHP中的魔術常量，雖然叫做常量，但它們的值實際上隨它們在代碼中的位置而變化的。
  __LINE__ 檔案中的當前行號。
  __FILE__ 檔案的完整路徑和檔案名稱。如果用在被包含檔案中，則返回被包含的檔案名稱。
  __DIR__ 檔案所在的目錄。如果用在被包括檔案中，則返回被包括的檔案所在的目錄。它等價於 dirname(__FILE__)。
  __FUNCTION__函數名稱
  __CLASS__ 類的名稱。類名包括其被聲明的作用地區（例如 Foo\Bar）。
  __TRAIT__ Trait 的名字。Trait 名包括其被聲明的作用地區（例如 Foo\Bar）。
  __METHOD__類的方法名
  __NAMESPACE__當前命名空間的名稱（區分大小寫）。此常量是在編譯時間定義的（PHP 5.3.0 新增）。
  
  PHP核心會在詞法解析時將這些常量的內容賦值進行替換，而不是在運行時進行分析。 舉個例子：
    echo __LINE__;
  function demo() {
    echo __FUNCTION__;
  }
  demo();
  ?>
  PHP已經在詞法解析時將這些常量換成了對應的值，以上的代碼可以看成如下的PHP代碼：
    echo 2;
  function demo() {
      echo "demo";
  }
  demo();
  ?>

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  此處涉及編譯原理知識，需補充。
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0x04  參考文獻
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TIPI: http://www.php-internals.com/book/?p=chapt03/03-00-variable-and-data-types

1樓wusuopuBUPT昨天 14:06

本文github地址：https://github.com/wusuopubupt/phpLib/blob/master/PHP%E5%86%85%E6%A0%B8%E4%B8%AD%E7%9A%84%E5%8F%98%E9%87%8F%E5%92%8C%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%B1%BB%E5%9E%8B

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