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深入解析PHP中foreach語句控制數(shù)組循環(huán)
深入解析PHP中foreach語句控制數(shù)組循環(huán)的用法,是PHP入門學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)知識(shí),需要的朋友可以參考下。
foreach是PHP中很常用的一個(gè)用作數(shù)組循環(huán)的控制語句
因?yàn)樗姆奖愫鸵子�，自然也就在后端隱藏著很復(fù)雜的具體實(shí)現(xiàn)方式(對(duì)用戶透明)
今天，我們就來一起分析分析，foreach是如何實(shí)現(xiàn)數(shù)組（對(duì)象）的遍歷的。
我們知道PHP是一個(gè)腳本語言，也就是說，用戶編寫的PHP代碼最終都是會(huì)被PHP解釋器解釋執(zhí)行，
特別的，對(duì)于PHP來說，所有的用戶編寫的PHP代碼，都會(huì)被翻譯成PHP的虛擬機(jī)ZE的虛擬指令（OPCODES）來執(zhí)行，不論細(xì)節(jié)的話，就是說，我們所編寫的任何PHP腳本，都會(huì)最終被翻譯成一條條的指令，從而根據(jù)指令，由相應(yīng)的C編寫的函數(shù)來執(zhí)行。
那么foreach會(huì)被翻譯成什么樣子呢？
foreach($arr as $key => $val){
echo $key . '=>' . $val . " ";
}
在詞法分析階段，foreach會(huì)被識(shí)別為一個(gè)TOKEN：T_FOREACH，
在語法分析階段，會(huì)被規(guī)則：
unticked_statement: //沒有被綁定ticks的語句
//有省略
| T_FOREACH '(' variable T_AS
{ zend_do_foreach_begin(&$1, &$2, &$3, &$4, 1 TSRMLS_CC); }
foreach_variable foreach_optional_arg ')' { zend_do_foreach_cont(&$1, &$2, &$4, &$6, &$7 TSRMLS_CC); }
foreach_statement { zend_do_foreach_end(&$1, &$4 TSRMLS_CC); }
| T_FOREACH '(' expr_without_variable T_AS
{ zend_do_foreach_begin(&$1, &$2, &$3, &$4, 0 TSRMLS_CC); }
variable foreach_optional_arg ')' { zend_check_writable_variable(&$6); zend_do_foreach_cont(&$1, &$2, &$4, &$6, &$7 TSRMLS_CC); }
foreach_statement { zend_do_foreach_end(&$1, &$4 TSRMLS_CC); }
//有省略
;
仔細(xì)分析這段語法規(guī)則，我們可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于:
foreach($arr as $key => $val){
echo $key . ‘=>' . $val .” ”;
}
會(huì)被分析為：
T_FOREACH '(' variable T_AS { zend_do_foreach_begin('foreach', '(', $arr, 'as', 1 TSRMLS_CC); }
foreach_variable foreach_optional_arg(T_DOUBLE_ARROW foreach_variable) ')' { zend_do_foreach_cont('foreach', '(', 'as', $key, $val TSRMLS_CC); }
foreach_satement {zend_do_foreach_end('foreach', 'as');}
然后，讓我們來看看foreach_statement：
它其實(shí)就是一個(gè)代碼塊，體現(xiàn)了我們的 echo $key . ‘=>' . $val .” ”;
T_ECHO expr;
顯然，實(shí)現(xiàn)foreach的核心就是如下3個(gè)函數(shù)：
zend_do_foreach_begin
zend_do_foreach_cont
zend_do_foreach_end
其中，zend_do_foreach_begin (代碼太長(zhǎng)，直接寫偽碼) 主要做了：
1. 記錄當(dāng)前的opline行數(shù)（為以后跳轉(zhuǎn)而記錄）
2. 對(duì)數(shù)組進(jìn)行RESET（講內(nèi)部指針指向第一個(gè)元素）
3. 獲取臨時(shí)變量 （$val）
4. 設(shè)置獲取變量的OPCODE FE_FETCH，結(jié)果存第3步的臨時(shí)變量
4. 記錄獲取變量的OPCODES的行數(shù)
而對(duì)于 zend_do_foreach_cont來說：
1. 根據(jù)foreach_variable的u.EA.type來判斷是否引用
2. 根據(jù)是否引用來調(diào)整zend_do_foreach_begin中生成的FE_FETCH方式
3. 根據(jù)zend_do_foreach_begin中記錄的取變量的OPCODES的行數(shù)，來初始化循環(huán)(主要處理在循環(huán)內(nèi)部的循環(huán):do_begin_loop)
最后zend_do_foreach_end:
1. 根據(jù)zend_do_foreach_begin中記錄的行數(shù)信息，設(shè)置ZEND_JMP OPCODES
2. 根據(jù)當(dāng)前行數(shù)，設(shè)置循環(huán)體下一條opline, 用以跳出循環(huán)
3. 結(jié)束循環(huán)（處理循環(huán)內(nèi)循環(huán):do_end_loop)
4. 清理臨時(shí)變量
當(dāng)然， 在zend_do_foreach_cont 和 zend_do_foreach_end之間 會(huì)在語法分析階段被填充foreach_satement的語句代碼。
這樣，就實(shí)現(xiàn)了foreach的OPCODES line。
比如對(duì)于我們開頭的實(shí)例代碼，最終生成的OPCODES是：
filename: /home/huixinchen/foreach.php
function name: (null)
number of ops: 17
compiled vars: !0 = $arr, !1 = $key, !2 = $val
line # op fetch ext return operands
-------------------------------------------------------------------------------
2 0 SEND_VAL 1
1 SEND_VAL 100
2 DO_FCALL 2 'range'
3 ASSIGN !0, $0
3 4 FE_RESET $2 !0, ->14
5 FE_FETCH $3 $2, ->14
6 ZEND_OP_DATA ~5
7 ASSIGN !2, $3
8 ASSIGN !1, ~5
4 9 CONCAT ~7 !1, '-'
10 CONCAT ~8 ~7, !2
11 CONCAT ~9 ~8, '%0A'
12 ECHO ~9
5 13 JMP ->5
14 SWITCH_FREE $2
7 15 RETURN 1
16* ZEND_HANDLE_EXCEPTION
我們注意到FE_FETCH的op2的操作數(shù)是14，也就是JMP后一條opline，也就是說，在獲取完最后一個(gè)數(shù)組元素以后，F(xiàn)E_FETCH失敗的情況下，會(huì)跳到第14行opline，從而實(shí)現(xiàn)了循環(huán)的結(jié)束。
而15行opline的op1的操作數(shù)是指向了FE_FETCH，也就是無條件跳轉(zhuǎn)到第5行opline，從而實(shí)現(xiàn)了循環(huán)。
附錄:
void zend_do_foreach_begin(znode *foreach_token, znode *open_brackets_token, znode *array, znode *as_token, int variable TSRMLS_DC)
{
zend_op *opline;
zend_bool is_variable;
zend_bool push_container = 0;
zend_op dummy_opline;
if (variable) {
//是否是匿名數(shù)組
if (zend_is_function_or_method_call(array)) {
//是否是函數(shù)返回值
is_variable = 0;
} else {
is_variable = 1;
}
/* 使用括號(hào)記錄FE_RESET的opline行數(shù) */
open_brackets_token->u.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array));
zend_do_end_variable_parse(BP_VAR_W, 0 TSRMLS_CC); //獲取數(shù)組/對(duì)象和zend_do_begin_variable_parse對(duì)應(yīng)
if (CG(active_op_array)->last > 0 &&
CG(active_op_array)->opcodes[CG(active_op_array)->last-1].opcode == ZEND_FETCH_OBJ_W) {
/* Only lock the container if we are fetching from a real container and not $this */
if (CG(active_op_array)->opcodes[CG(active_op_array)->last-1].op1.op_type == IS_VAR) {
CG(active_op_array)->opcodes[CG(active_op_array)->last-1].extended_value |= ZEND_FETCH_ADD_LOCK;
push_container = 1;
}
}
} else {
is_variable = 0;
open_brackets_token->u.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array));
}
foreach_token->u.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array)); //記錄數(shù)組Reset Opline number
opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC); //生成Reset數(shù)組Opcode
opline->opcode = ZEND_FE_RESET;
opline->result.op_type = IS_VAR;
opline->result.u.var = get_temporary_variable(CG(active_op_array));
opline->op1 = *array;
SET_UNUSED(opline->op2);
opline->extended_value = is_variable ? ZEND_FE_RESET_VARIABLE : 0;
dummy_opline.result = opline->result;
if (push_container) {
dummy_opline.op1 = CG(active_op_array)->opcodes[CG(active_op_array)->last-2].op1;
} else {
znode tmp;
tmp.op_type = IS_UNUSED;
dummy_opline.op1 = tmp;
}
zend_stack_push(&CG(foreach_copy_stack), (void *) &dummy_opline, sizeof(zend_op));
as_token->u.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array)); //記錄循環(huán)起始點(diǎn)
opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
opline->opcode = ZEND_FE_FETCH;
opline->result.op_type = IS_VAR;
opline->result.u.var = get_temporary_variable(CG(active_op_array));
opline->op1 = dummy_opline.result; //被人操作數(shù)組
opline->extended_value = 0;
SET_UNUSED(opline->op2);
opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
opline->opcode = ZEND_OP_DATA; //當(dāng)使用key的時(shí)候附屬操作數(shù),當(dāng)foreach中不包含key時(shí)忽略
SET_UNUSED(opline->op1);
SET_UNUSED(opline->op2);
SET_UNUSED(opline->result);
}
void zend_do_foreach_cont(znode *foreach_token, const znode *open_brackets_token, const znode *as_token, znode *value, znode *key TSRMLS_DC)
{
zend_op *opline;
znode dummy, value_node;
zend_bool assign_by_ref=0;
opline = &CG(active_op_array)->opcodes[as_token->u.opline_num]; //獲取FE_FETCH Opline
if (key->op_type != IS_UNUSED) {
znode *tmp;//交換key和val
tmp = key;
key = value;
value = tmp;
opline->extended_value |= ZEND_FE_FETCH_WITH_KEY; //表明需要同時(shí)獲取key和val
}
if ((key->op_type != IS_UNUSED) && (key->u.EA.type & ZEND_PARSED_REFERENCE_VARIABLE)) {
//key不能以引用方式獲取
zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Key element cannot be a reference");
}
if (value->u.EA.type & ZEND_PARSED_REFERENCE_VARIABLE) {
//以引用方式獲取值
assign_by_ref = 1;
if (!(opline-1)->extended_value) {
//根據(jù)FE_FETCH的上一條Opline也就是獲取數(shù)組的擴(kuò)展值來判斷數(shù)組是否是匿名數(shù)組
zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Cannot create references to elements of a temporary array expression");
}
opline->extended_value |= ZEND_FE_FETCH_BYREF; //指明按引用取
CG(active_op_array)->opcodes[foreach_token->u.opline_num].extended_value |= ZEND_FE_RESET_REFERENCE; //重置原數(shù)組
} else {
zend_op *foreach_copy;
zend_op *fetch = &CG(active_op_array)->opcodes[foreach_token->u.opline_num];
zend_op *end = &CG(active_op_array)->opcodes[open_brackets_token->u.opline_num];
/* Change "write context" into "read context" */
fetch->extended_value = 0; /* reset ZEND_FE_RESET_VARIABLE */
while (fetch != end) {
--fetch;
if (fetch->opcode == ZEND_FETCH_DIM_W && fetch->op2.op_type == IS_UNUSED) {
zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Cannot use [] for reading");
}
fetch->opcode -= 3; /* FETCH_W -> FETCH_R */
}
/* prevent double SWITCH_FREE */
zend_stack_top(&CG(foreach_copy_stack), (void **) &foreach_copy);
foreach_copy->op1.op_type = IS_UNUSED;
}
value_node = opline->result;
if (assign_by_ref) {
zend_do_end_variable_parse(value, BP_VAR_W, 0 TSRMLS_CC); //獲取值（引用）
zend_do_assign_ref(NULL, value, &value_node TSRMLS_CC);//指明value node的type是IS_VAR
} else {
zend_do_assign(&dummy, value, &value_node TSRMLS_CC); //獲取copy值
zend_do_free(&dummy TSRMLS_CC);
}
if (key->op_type != IS_UNUSED) {
znode key_node;
opline = &CG(active_op_array)->opcodes[as_token->u.opline_num+1];
opline->result.op_type = IS_TMP_VAR;
opline->result.u.EA.type = 0;
opline->result.u.opline_num = get_temporary_variable(CG(active_op_array));
key_node = opline->result;
zend_do_assign(&dummy, key, &key_node TSRMLS_CC);
zend_do_free(&dummy TSRMLS_CC);
}
do_begin_loop(TSRMLS_C);
INC_BPC(CG(active_op_array));
}
void zend_do_foreach_end(znode *foreach_token, znode *as_token TSRMLS_DC)
{
zend_op *container_ptr;
zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC); //生成JMP opcode
opline->opcode = ZEND_JMP;
opline->op1.u.opline_num = as_token->u.opline_num; //設(shè)置JMP到FE_FETCH opline行
SET_UNUSED(opline->op1);
SET_UNUSED(opline->op2);
CG(active_op_array)->opcodes[foreach_token->u.opline_num].op2.u.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array)); //設(shè)置跳出循環(huán)的opline行
CG(active_op_array)->opcodes[as_token->u.opline_num].op2.u.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array)); //同上
do_end_loop(as_token->u.opline_num, 1 TSRMLS_CC); //為循環(huán)嵌套而設(shè)置
zend_stack_top(&CG(foreach_copy_stack), (void **) &container_ptr);
generate_free_foreach_copy(container_ptr TSRMLS_CC);
zend_stack_del_top(&CG(foreach_copy_stack));
DEC_BPC(CG(active_op_array)); //為PHP interactive模式而設(shè)置
}
同時(shí)還要注意的是，foreach在使用中是值還是傳引用的問題。
php 中遍歷一個(gè)array時(shí)可以使用for或foreach，foreach的語法為：foreach ($arr as $k => $v)。遍歷數(shù)組，把index賦給$k，數(shù)組的值賦給$v，那么此處的賦值是傳值還是傳引用呢。先看下面的例子：
$arr = array(
array('id' => 1, 'name' => 'name1'),
array('id' => 2, 'name' => 'name2'),
);
foreach ($arr as $obj) {
$obj['id'] = $obj['id'];
$obj['name'] = $obj['name'] . '-modify';
}
print_r($arr); //輸出的結(jié)果
Array(
[0] => Array (
[id] => 1
[name] => name1
)
[1] => Array(
[id] => 2
[name] => name2
)
)
觀察可以發(fā)現(xiàn)在foreach循環(huán)中對(duì)$arr操作并沒有影響到$arr的元素，所以這里的賦值是傳值而不是傳引用。那如果需要修改$arr中元素的值該怎么辦呢？可以在變量前面加一個(gè)”&”符號(hào)，例如：
foreach ($arr as &$obj) {
$obj['id'] = $obj['id'];
$obj['name'] = $obj['name'] . '-modify';
}
再看另外一個(gè)例子，array里面存放的是object，
$arr = array(
(object)(array('id' => 1, 'name' => 'name1')),
(object)(array('id' => 2, 'name' => 'name2')),
);
foreach ($arr as $obj) {
$obj->name = $obj->name . '-modify';
}
print_r($arr); //輸出的結(jié)果
Array
(
[0] => stdClass Object
(
[id] => 1
[name] => name1-modify
)
[1] => stdClass Object
(
[id] => 2
[name] => name2-modify
)
)
此時(shí)可以看到原始數(shù)組中的object對(duì)象已經(jīng)修改了，所以這里的賦值又是傳引用而不是傳值
綜合上述，得出的結(jié)論：如果數(shù)組里面存放的是普通類型的元素就是采用傳值的方式，存放對(duì)象類型元素采用的方式為傳地址。
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