详解PHP的数据结构扩展-PHP7

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正在 PHP 中示意荟萃的数据类型就一种：Array。置信每一个初学 PHP 的城市对它感应纳闷。这个货色看起来应该以及其余言语中的 Array 或许 List 同样，但正在 PHP 中，它是所有，便是 List，也是 Map：

<?php
$a = array(1, 2, 3);
$b = array('key1' => 1, 'key2' => 2);

这听起来仿佛很好，横竖各人都应用同一种数据构造，偶然状况下才会有些功能成绩，何况晋级 PHP7 之后 Array 的功能也进步了，真实没有济还能够加内存。但若咱们能够经过引入更便当的数据构造优化功能，同时写代码反而更不便了，那何乐而没有为呢?

保举教程：《PHP教程》

Array 的缺陷

有些时分咱们需求保留一个荟萃（Set），然而 Array 其实不能保障元素的惟一性，array_unique 有不成防止的功能损耗。一种折中计划是，将元素当作 key，同时 value 为 true 来曲线完成 Unique Array 的性能：

<?php
$users = User::find($ids);
$res = [];
foreach ($users as $user) {
  $res[$user->id] = true;
}

PHP 的 Array 拜访没有存正在的 key 能够失去 null，没有会孕育发生 fatal error，但会有一个 E_NOTICE。这个 E_NOTICE 会被 set_error_handler 注册的函数截获。显然，这类代码上的没有洁净以及功能上的无谓开支齐全是能够防止的。

<?php
$req = [];
$req['user_id']; // PHP Notice:  Undefined offset

能够用 array_key_exists 以及 if else 来让代码洁净一些，但这样就显患上啰嗦了。

array 的一些函数式办法很难用，比方 array_map, array_walk 等，写起来也很俊俏。当然这一点原生 PHP 没甚么好办法，究竟结果 PHP 的面向工具的基因没有是很强。

<?php
array_map(function($user){
  return $user->is_deleted();
}, $users);
// 就是这么好看

users.map { |user| user.is_deleted? }
# ruby 的就难看多了

正在某些状况下，应用 Array 功能很差¹，比方上面这段代码：

<?php
$a=[1,2,3,4,5,6,7];
echo $a[5];
// 6
array_unshift($a, 0);
// $a: [0,1,2,3,4,5,6,7];
echo $a[5];
// 5

看起来仿佛没甚么，但需求留意的是，Array 实质上是一个 Map，unshift 一个元素出去，将会扭转每一个元素的 key，这是一个 $O(n)$ 操作。另外，PHP 的 Array 将其 value(包扩 key 以及 它的 hash) 保留正在一个 bucket 中，以是咱们需求查看每个 bucket 并更新 hash。PHP 外部实际上是经过创立新的 array 来做 array_unshift 操作的，其功能成绩可想可知²。

其余缺陷所在多有。

PHP 数据构造插件

Array 饱受诟病，就会呈现代替计划。PHP5 有spl，然而有些场景功能很差，且设计的很欠好¹。laravel 的 Collection 提供了更好用的 Map，但究竟结果只是一种繁多的数据构造，并且对 orm 操作设计了很多独有的接口，其用处遭到限度。

PHP7 新增的 Data Structures 插件（简称 ds）是 PHP 下一个优秀的增补，它充沛思考了便当、平安以及整洁的需要。以下图所示。

它提供了 3 个接口类：Collection, Sequence, Hashable 以及 7 个完成类（final class）：Vector, Deque, Map, Set, Stack, Queue, PriorityQueue。

接口

Collection 是根底接口，界说了一个数据荟萃（这里的荟萃指的是 Collection，没有是 Set） 的根本操作，比方 foreach, json_encode, var_dump 等。

<?php
$sequence = new \Ds\Vector([1, 2, 3]);
json_encode($sequence);

Sequence 是类数组数据构造的根底接口，界说了不少首要且不便的办法，比方 contains, map, filter, reduce, find, first, last 等。从图中可知，Vector, Deque, Stack, Queue 都间接或许直接的完成了这个接口。

<?php
$sequence = new \Ds\Vector([1, 2, 3]);

print_r($sequence->map(function($value) { return $value * 2; }));
print_r($sequence);
?>

Hashable 正在图中看起来比拟伶仃，但关于 Map 以及 Set 很首要。一个 Object 假如完成了 Hashable，就能够作为 Map 的 key，能够作为 Set 的元素。这样 Map 以及 Set 就能像 Java 同样不便的应用了。

完成类

Vector 应该是最为罕用的数据构造之一了，能够把它当成 Ruby 的 Array 或许 Python 的 List。其元素的值的 index 就是它正在 buffer 中的 index，以是效率很高。只需有应用数组的需要且没有需求 insert, remove, shift 以及 unshift 的均可以用它。

Deque([dek]) 是双端行列步队，正在 Vector 的根底上添加了一个头指针，因而 shift 以及 unshift 也是 $O(1)$ 复杂度了。但带来的功能损耗其实不多，因而也有探讨是否是只要要一个 Deque 就够了，没有需求 Vector（探讨）³。

Stack 栈，嗯没甚么好说的，它承继自 Collection，但外部应用 Vector 完成。这样做的益处是完成不便，且同时能够屏蔽没有需求的以及不该该呈现的办法。

Queue 行列步队，外部应用 Deque 完成。

PriorityQueue，最年夜堆完成。

Map。之前应用 Array 来完成 map 之处，改用 Map 更好。两者功能简直分歧，但 Map 对内存的治理更好。并且，Map 的语法要愈加敌对。

<?php
$req = [];
$req['user_id']; // PHP Notice:  Undefined offset

$req = new \Ds\Map(["a" => 1, "b" => 2, "c" => 3]);
$req->get('user_id');// OutOfBoundsException
$req->get('user_id', 0); // 0 是默许值
// 便可以不便的指定默许值，也能够抉择抛出异样。不必 array，没有会孕育发生 E_NOTICE

$req->keys();

$req->map(function($key, $value) { return $value * 2; });

不只如斯，只需 object 承继了 Hashable，Map 还容许应用 object 作为 key。

<?php
class Photo implements \Ds\Hashable {
    
    public function __construct($id) {
        $this->id = $id;
    }
    
    public function hash() {
        return $this->id;
    }

    public function equals($obj): bool {
        return $this->id === $obj->id;
    }
}

$p1 = new Photo(1);
$p2 = new Photo(2);

$map = new Ds\Map();
$map->put($p1, 1);
$map->put($p2, 2);

Set 荟萃是一种元素惟一的数据构造。以及 array_unique 相比功能有很年夜晋升，并且用法也愈加优雅¹。

<?php
$set = new Ds\Set();
$set->add($p1);
$set->add($p2);

1. php ds 插件功能测试 ↩ ↩² ↩³

2. 当然，这一点可能稍嫌牵强，究竟结果即便是数据量很年夜的状况下，array_unshift 的耗时也不那末年夜 ↩

3. github 上还正在探讨能够添加一个不成变类型 Tuple，和勾销 Vector 间接应用 Deque，探讨地点以及 2.0API 方案 ↩