深入解析PHP中foreach語句控制數組循環的用法

2020-03-22 19:10:42

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供稿：網友

foreach是PHP中很常用的一個用作數組循環的控制語句。
因為它的方便和易用，自然也就在后端隱藏著很復雜的具體實現方式(對用戶透明)
今天，我們就來一起分析分析，foreach是如何實現數組（對象）的遍歷的。
我們知道PHP是一個腳本語言，也就是說，用戶編寫的PHP代碼最終都是會被PHP解釋器解釋執行，
特別的，對于PHP來說，所有的用戶編寫的PHP代碼，都會被翻譯成PHP的虛擬機ZE的虛擬指令（OPCODES）來執行，不論細節的話，就是說，我們所編寫的任何PHP腳本，都會最終被翻譯成一條條的指令，從而根據指令，由相應的C編寫的函數來執行。那么foreach會被翻譯成什么樣子呢？foreach($arr as $key = $val){ echo $key . '= ' . $val . "/n";在詞法分析階段，foreach會被識別為一個TOKEN：T_FOREACH，
在語法分析階段，會被規則： 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( zend_do_foreach_cont(&$1, &$2, &$4, &$6, &$7 TSRMLS_CC); } foreach_statement { zend_do_foreach_end(&$1, &$4 TSRMLS_CC); } //有省略仔細分析這段語法規則，我們可以發現，對于:
foreach($arr as $key = $val){echo $key . ‘= ' . $val .”/n”;會被分析為： 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：
它其實就是一個代碼塊，體現了我們的echo $key . ‘= ' . $val .”/n”;
T_ECHO expr;顯然，實現foreach的核心就是如下3個函數： zend_do_foreach_begin zend_do_foreach_cont zend_do_foreach_end其中，zend_do_foreach_begin (代碼太長，直接寫偽碼) 主要做了：
1. 記錄當前的opline行數（為以后跳轉而記錄）
2. 對數組進行RESET（講內部指針指向第一個元素）
3. 獲取臨時變量（$val）
4. 設置獲取變量的OPCODE FE_FETCH，結果存第3步的臨時變量
4. 記錄獲取變量的OPCODES的行數而對于 zend_do_foreach_cont來說：
1. 根據foreach_variable的u.EA.type來判斷是否引用
2. 根據是否引用來調整zend_do_foreach_begin中生成的FE_FETCH方式
3. 根據zend_do_foreach_begin中記錄的取變量的OPCODES的行數，來初始化循環(主要處理在循環內部的循環:do_begin_loop)最后zend_do_foreach_end:
1. 根據zend_do_foreach_begin中記錄的行數信息，設置ZEND_JMP OPCODES
2. 根據當前行數，設置循環體下一條opline, 用以跳出循環
3. 結束循環（處理循環內循環:do_end_loop)
4. 清理臨時變量當然，在zend_do_foreach_cont 和 zend_do_foreach_end之間會在語法分析階段被填充foreach_satement的語句代碼。這樣，就實現了foreach的OPCODES line。
比如對于我們開頭的實例代碼，最終生成的OPCODES是：filename: /home/huixinchen/foreach.phpfunction name: (null)number of ops: 17compiled vars: !0 = $arr, !1 = $key, !2 = $valline # 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的操作數是14，也就是JMP后一條opline，也就是說，在獲取完最后一個數組元素以后，FE_FETCH失敗的情況下，會跳到第14行opline，從而實現了循環的結束。
而15行opline的op1的操作數是指向了FE_FETCH，也就是無條件跳轉到第5行opline，從而實現了循環。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) { //是否是匿名數組 if (zend_is_function_or_method_call(array)) { //是否是函數返回值 is_variable = 0; } else { is_variable = 1; /* 使用括號記錄FE_RESET的opline行數 */ 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); //獲取數組/對象和zend_do_begin_variable_parse對應 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_html' target='_blank'>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)); //記錄數組Reset Opline number opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC); //生成Reset數組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)); //記錄循環起始點 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; //被操作數組 opline- extended_value = 0; SET_UNUSED(opline- op2); opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC); opline- opcode = ZEND_OP_DATA; //當使用key的時候附屬操作數,當foreach中不包含key時忽略 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FE_FETCH的上一條Opline也就是獲取數組的擴展值來判斷數組是否是匿名數組 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)); //設置跳出循環的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); //為循環嵌套而設置 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模式而設置

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