Wann kopiert PHP foreach?

Dieser Artikel beschreibt das Kopierverhalten von foreach in PHP 5. Erfordert einige Kenntnisse der inneren Funktionsweise von PHP, nämlich Zvals, Refcount und Copy-on-Write-Verhalten.

PHPs foreach ist ein sehr übersichtliches und auf den Punkt gebrachtes Sprachkonstrukt. Dennoch verwenden einige Leute es nicht gern, weil sie denken, dass es langsam ist. Ein Grund für die gemeinsame Benennung ist, dass foreach das Array kopiert, das es iteriert.

Daher schlagen einige Leute vor, zu schreiben:

$keys = array_keys($array);
$size = count($array);
for ($i = 0; $i < $size; $i++) {
    $key   = $keys[$i];
    $value = $array[$key];

    // ...
}

, anstatt intuitiver und direkter zu sein:

foreach ($array as $key => $value) {
    // ...
}

Hier gibt es zwei Probleme:

Mikrooptimierung ist schlecht. Oftmals verschwendet es nur Ihre Zeit und führt nicht zu messbaren Leistungsverbesserungen.

Das Kopierverhalten von foreach ist etwas komplizierter als die meisten Leute denken. Normalerweise ist die „optimierte“ Version langsamer als die Originalversion.

Wann wird foreach kopiert?

Ob foreach das Array kopiert und wie viel kopiert wird, hängt von drei Dingen ab: ob

auf das iterierte Array verweist, das Wie hoch ist der Refcount und ob die Iteration per Referenz erfolgt.

hat keine Referenz und Refcount == 1

Im folgenden Code hat $array keine Referenz und Refcount ist 1. In diesem Fall kopiert foreach das Array nicht (Beweis) – entgegen der landläufigen Meinung, dass foreach immer das iterierte Array ohne Referenz kopiert.

test();
function test() {
    $array = range(0, 100000);
    foreach ($array as $key => $value) {
        // ...
    }
}

Der Grund ist einfach: Warum sollte man das tun? Der einzige Ort, an dem foreach $array ändert, ist, dass es ein interner Array-Zeiger ist. Dies ist ein erwartetes Verhalten, sodass keine Prävention erforderlich ist.

Unreferenziert, Refcount > 1

Der folgende Code sieht dem vorherigen Code sehr ähnlich. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Arrays jetzt als Parameter übergeben werden. Dies mag wie ein unbedeutender Unterschied erscheinen, aber es ändert das Verhalten von foreach:

Es wird jetzt die Array-Struktur kopiert, nicht der Wert (Beweis; wenn Sie sich fragen, dass dies nur die kopierte Struktur ist, vergleichen Sie Dieses und jenes Skript kopiert nur die Struktur, das zweite kopiert beide.

$array = range(0, 100000);
test($array);
function test($array) {
    foreach ($array as $key => $value) {
        // ...
    }
}

Das mag auf den ersten Blick etwas seltsam erscheinen:

Warum kopiert es ein Array, wenn es als Parameter übergeben wird, aber nicht, wenn es in einer Funktion definiert ist? Der Grund dafür ist dass das Array zval nun von mehreren Variablen gemeinsam genutzt wird: der $array-Variablen außerhalb der Funktion und der $array-Variablen innerhalb der Funktion. Wenn foreach das Array iteriert, ohne die Array-Struktur zu kopieren, ändert es nicht nur den Array-Zeiger der Variablen $array in der Funktion, sondern auch den Zeiger der Variablen $array außerhalb der Funktion. Daher muss foreach die Array-Struktur (d. h. die Hash-Tabelle) kopieren. Andererseits können die Werte weiterhin Zvals gemeinsam nutzen, sodass kein Kopieren erforderlich ist.

Zitat

Die nächste Situation ist der vorherigen sehr ähnlich. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Arrays als Referenz übergeben werden. In diesem Fall wird das Array nicht kopiert (Proof).

$array = range(0, 100000);
test($array);
function test(&$array) {
    foreach ($array as $key => $value) {
        // ...
    }
}

In diesem Fall gilt die gleiche Argumentation für den vorherigen Fall: Das äußere $array und das innere $array teilen sich zvals. Der Unterschied besteht darin, dass es sich jetzt um Referenzen handelt (isref == 1), sodass in diesem Fall alle Änderungen am inneren Array am äußeren Array vorgenommen werden. Wenn sich also der Array-Zeiger des inneren Arrays ändert, sollte sich auch der Array-Zeiger des äußeren Arrays ändern. Aus diesem Grund muss foreach nicht kopiert werden.

Iterieren nach Referenz

Die obigen Beispiele iterieren alle nach Wert. Für die Referenziteration gelten dieselben Regeln, aber das Anhängen einer Wertreferenz ändert das Kopierverhalten von Array-Werten (das Verhalten in Bezug auf Strukturkopien bleibt gleich).

Der Fall „unreferenced, refcount == 1“ hat sich nicht geändert. Referenziteration bedeutet, dass wir bei einer Änderung des $-Werts das ursprüngliche Array ändern möchten, damit das Array nicht kopiert wird (Beweis).

Auch der Fall „referenziert“ bleibt derselbe. In diesem Fall sollten Änderungen an $value alle Variablen ändern, die auf das iterierte Array verweisen (Beweis).

Nur ​​der Fall „unreferenced, refcount > 1“ hat sich geändert, da nun die Array-Struktur und ihre Werte kopiert werden müssen. Array-Struktur, da sich sonst der Array-Zeiger der $array-Variablen außerhalb der Funktion ändern würde und Änderungen an $value auch den äußeren $array-Wert ändern würden (Beweis).

Zusammenfassung

Nur ​​wenn das iterierte Array nicht referenziert ist und refcount > 1 hat, kopiert foreach die Array-Struktur

foreach auch Kopiert einen Array-Wert genau dann, wenn der vorherige Punkt zutrifft und die Iteration durch Referenz

erfolgt

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