PHP配列の実装原則について話しましょう

PHP は、Web 開発で広く使用されている非常に人気のあるプログラミング言語です。 PHP の非常に重要な機能は配列です。PHP の配列は強力で柔軟なデータ構造として知られており、文字列、整数、浮動小数点数など、さまざまなタイプのデータを格納できます。では、PHP 配列はどのように実装されるのでしょうか?以下で調べてみましょう。

PHP 配列の概念

PHP 配列の実装原理を検討し始める前に、まず PHP 配列の概念を理解する必要があります。 PHP では、配列は対応するキー値を持つ順序付けされたデータ構造であり、インデックスまたは関連付けられたキーを通じて配列内の要素にアクセスできます。具体的には、PHP 配列は一連の要素として定義でき、各要素にはキーと値のペアが含まれます。キーは要素へのアクセスに使用される一意の識別子、値は要素に実際に格納されるデータ項目です。

たとえば、次は単純な PHP 配列です:

$students = array("Tom", "Jerry", "Spike");

この配列では、$students が配列変数名で、「Tom」、「Jerry」は, 「スパイク」は配列内の 3 つの要素です。これらの要素は順番に配置されており、インデックスを使用して各要素の位置にアクセスできます。例:

echo $students[0]; // 输出 "Tom"
echo $students[1]; // 输出 "Jerry"
echo $students[2]; // 输出 "Spike"

さらに、PHP の配列は関連付けられたキーもサポートしています。つまり、要素にアクセスするためのキーとして文字列を使用します。配列要素内。例:

$grades = array("Tom" => 85, "Jerry" => 90, "Spike" => 80);
echo $grades["Tom"]; // 输出 85
echo $grades["Jerry"]; // 输出 90
echo $grades["Spike"]; // 输出 80

PHP 配列の実装原理

PHP 配列は、実際にはハッシュ テーブルを実装するデータ構造です。ハッシュ テーブル (ハッシュ テーブルとも呼ばれる) は、ディクショナリやセットなどのデータ型を実装するために使用できる効率的なデータ構造です。要素の検索、挿入、削除が素早く行えるのが特徴で、計算量は通常 O(1) です。

ハッシュ テーブルでは、要素のインデックスはハッシュ関数を通じて計算されます。ハッシュ関数は、キーを配列内の位置 (配列内の要素のインデックス) にマップします。ハッシュ関数は効率的な計算方法であるため、ハッシュ テーブルは要素の位置を迅速に特定できます。

PHP では、配列の実装はハッシュ テーブルに基づいています。配列を作成するとき、PHP は配列にメモリ空間を割り当て、配列内の要素を格納するためにハッシュ テーブル構造を初期化します。このハッシュ テーブルの構造には通常、次の部分が含まれます:

1. 配列容量 (capacity): ハッシュ テーブル内の要素を格納するための領域のサイズを示します;
2. 要素の数 (サイズ) ) : ハッシュ テーブルに格納されている要素の数を示します;
3. 負荷係数 (負荷係数): ハッシュ テーブル内の総スペースに対する占有スペースの割合を示し、ハッシュ テーブルが必要かどうかを判断するために使用されます。展開または縮小;
4. ハッシュ関数: ハッシュ テーブル内の要素のインデックスを計算するために使用されます;
5. 競合処理方法: 複数の要素がハッシュ テーブルにマップされる状況を解決するために使用されます同じインデックス位置。

PHP 配列のハッシュ関数は、要素のキーに基づいてインデックス位置を計算します。異なるキーは異なる位置にマッピングされます。たとえば、「トム」、「ジェリー」、「スパイク」の 3 つのキー値に対応する成績を含む連想配列 $grades がある場合、PHP のハッシュ関数は次のようになります。これら 3 つに基づいてください。キーの値 (つまり、名前) は、配列内のインデックス位置を計算するために使用されます。

ハッシュ関数の実装では、通常、キーの ASCII コードを追加し、剰余を取得してインデックスを計算します。たとえば、次のようになります。

$index = array_sum(str_split("Tom")) % $capacity;

このようにして、キーの値は次のようになります。一意のインデックス値として計算され、このインデックス値がハッシュ テーブル内の場所を指します。複数のキーが同じインデックスを計算すると、競合が発生します。 PHP のハッシュ テーブルが競合を処理する方法は、リンク リストを使用して競合する要素を保存することです。

競合が発生すると、PHP はその要素をリンク リストの末尾の対応するインデックスに挿入し、異なる要素をハッシュ テーブルに格納できるようにします。要素を検索するとき、PHP はキーの値に基づいて対応するインデックス位置を計算し、キー値に等しい要素が見つかるまでインデックス位置に対応するリンク リストに沿って検索します。

拡張と縮小は、PHP 配列の非常に重要な機能です。ハッシュテーブルの負荷率がある閾値を超えると、ハッシュテーブルの容量を増やすために拡張が必要になります。ハッシュ テーブルの負荷率が低すぎる場合は、ハッシュ テーブルの容量を減らすために縮小が必要になります。拡張と縮小はパフォーマンスに一定のオーバーヘッドを引き起こすため、PHP は最適なパフォーマンスを達成するためにハッシュ テーブルの容量を動的に調整します。

結論

PHP 配列は、ハッシュ テーブルに基づいた強力かつ柔軟なデータ構造であり、PHP 開発者に便利で効率的なデータ処理方法を提供します。 PHP 配列の実装原理を理解することで、PHP における配列データ構造の適用をより深く理解できるようになります。

以上がPHP配列の実装原則について話しましょうの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。