PHP變量和數據類型

編程語言可以分為三大類

1. 靜態類型語言，比如：C/Java等，在靜態語言類型中，類型的檢查是在編譯期(compile-time)確定的。

2. 動態語言類型，比如：PHP，python等各種腳本語言，這類語言中的類型是在運行時確定的。

3. 無類型語言，比如：匯編語言，匯編語言操作的是底層存儲，他們對類型毫無感知。

一、變量的結構和類型

1）變量的存儲結構

在官方的PHP實現內部，所有變量使用同一種數據結構(zval)來保存。 它不僅僅包含變量的值，也包含變量的類型。

在PHP中，存在8種變量類型，可以分為三類：

a. 標量類型： boolean、integer、float(double)、string

b. 復合類型： array、object

c. 特殊類型： resource、NULL

變量存儲結構如下：

struct _zval_struct {
    zvalue_value value;     /* 存儲變量的值 是個聯合體*/
    zend_uint refcount__gc;    /*表示引用計數 默認1*/
    zend_uchar type;    /* 變量具體的類型 */
    zend_uchar is_ref__gc;    /*表示是否為引用 默認0*/};

type的值可以為： IS_NULL、IS_BOOL、IS_LONG、IS_DOUBLE、IS_STRING、IS_ARRAY、IS_OBJECT和IS_RESOURCE之一。

2）變量的值存儲

上面的value是個聯合體，正因為是這樣，才能做到弱類型，聯合體如下：

typedef union _zvalue_value {    long lval;    /*boolean integer*/
    double dval;    /*float*/
    struct {        char *val;        int len;
    } str;    /*String*/
    HashTable *ht;    /* Array */
    zend_object_value obj; /*Object*/} zvalue_value;

3）哈希表(HashTable)

a. 鍵(key)：用于操作數據的標示，例如PHP數組中的索引，或者字符串鍵等等。

b. 槽(slot/bucket)：哈希表中用于保存數據的一個單元，也就是數據真正存放的容器。

c. 哈希函數(hash function)：將key映射(map)到數據應該存放的slot所在位置的函數。

d. 哈希沖突(hash collision)：哈希函數將兩個不同的key映射到同一個索引的情況。

4）PHP的哈希實現

PHP的大部分的語言特性都是基于哈希表實現的， 例如：變量的作用域、函數表、類的屬性、方法等，Zend引擎內部的很多數據都是保存在哈希表中的。

PHP中的哈希表是使用拉鏈法來解決沖突的，Zend為了保存數據之間的關系使用了雙向鏈表來鏈接元素。

拉鏈法如下圖所示：

圖中，”John Smith”和”Sandra Dee” 通過哈希函數都指向了152 這個索引，該索引又指向了一個鏈表， 在鏈表中依次存儲了這兩個字符串。

Zend引擎哈希表結構和關系如下：

a. Bucket結構體維護了兩個雙向鏈表，pNext和pLast指針分別指向本槽位所在的鏈表的關系。

b. 而pListNext和pListLast指針指向的則是整個哈希表所有的數據之間的鏈接關系。

c. HashTable結構體中的pListHead和pListTail則維護整個哈希表的頭元素指針和最后一個元素的指針。

二、常量

PHP內核會在詞法解析時將這些常量的內容賦值進行替換，而不是在運行時進行分析。

1）常量的存儲結構

常量是在變量的zval結構的基礎上添加了一額外的元素。

typedef struct _zend_constant {
    zval value; /* zval結構，PHP內部變量的存儲結構，在第一小節有說明 */
    int flags;  /* 常量的標記如 CONST_PERSISTENT | CONST_CS | CONST_CT_SUBST*/
    char *name; /* 常量名稱 */
    uint name_len;  
    int module_number;  /* 模塊號 */} zend_constant;

1. CONST_CS：常量大小寫敏感

2. CONST_PERSISTENT：常量需要持久化；如果是非持久常量，會在RSHUTDOWN階段就將該常量釋放，否則只會在MSHUTDOWN階段將內存釋放。用戶定義的常量都是非持久化的，通常擴展和內核定義的常量會設置為持久化。

3. CONST_CT_SUBST：Allow compile-time substitution（在編譯時可被替換）。在PHP內核中這些常量包括：TRUE、FALSE、NULL、ZEND_THREAD_SAFE和ZEND_DEBUG_BUILD五個。

PHP常量的定義過程如下：

define('KFJ', 'Hello World');

2）標準常量

PHP內置定義的常量，他們屬于標準常量。如錯誤報告級別E_ALL, E_WARNING等。

這些常量都是持久化常量。

3）魔術常量

PHP中有七個魔術常量，他們的值其實是變化的，它們的值隨著它們在代碼中的位置改變而改變。 所以稱他們為魔術常量。

三、預定義變量

　　對于全部腳本而言，PHP 提供了大量的預定義變量。這些變量將所有的外部變量表示成內建環境變量，并且將錯誤信息表示成返回頭。

　　$_GET，$_POST，$_SERVER，$_FILES等變量，會在PHP腳本運行之前就將它們加入到HashTable數據類型的符號表中。

　　由于都存儲在一個地方，所以在某個局部函數中使用類似于$GLOBALS變量這樣的預定義變量， 如果在此函數中有改變的它們的值的話，這些變量在其它局部函數調用時會發現也會同步變化。

四、靜態變量

　　通常意義上靜態變量是靜態分配的，他們的生命周期和程序的生命周期一樣， 只有在程序退出時（RSHUTDOWN）才結束期生命周期，這和局部變量相反，局部變量只有在函數執行時才會存在。 通常，當一個函數執行完畢，它的局部變量的值就已經不存在，而且變量所占據的內存也被釋放。

靜態變量可以分為3中：

1）靜態全局變量：PHP中的全局變量（預定義變量等）也可以理解為靜態全局變量，因為除非明確unset釋放，在程序運行過程中始終存在。

2）靜態局部變量：也就是在函數內定義的靜態變量，Zend為每個函數分配了一個私有的符號表（EG(active_op_array)->static_variables）來保存該函數的靜態變量。

3）靜態成員變量：這是在類中定義的靜態變量，和實例變量相對應，靜態成員變量屬于類，不屬于某個實例，新航道托福所以可以在所有實例中共享。

查看在線代碼：

//靜態局部變量function static_function() {    static $i=0;    $i++;    print_r($i);
}
static_function();//1static_function();//2static_function();//3

//靜態成員變量
//Zend為每個函數分配了一個私有的符號表來保存該函數的靜態變量。class static_class {    public static $i=0;    public function get_static() {        return ++self::$i;
    }
}$class1 = new static_class();$class2 = new static_class();print_r($class1->get_static());//1print_r($class2->get_static());//2

五、類型提示的實現

PHP5中引入了類型提示這個概念。在定義方法參數時，同時定義參數的對象類型。

下面的示例代碼就是類型提示，但是在引用的時候傳入1，就會報錯。

function prompt(Array $arr) {    print_r($arr);
}
prompt(1);

類型提示的實現有2種：

1）參數聲明時的類型提示，例如“$arr=[1,2];”

2）函數或方法調用時的類型提示（上面的示例代碼）

六、變量的生命周期

在ZE進行詞法和語法的分析之后，生成具體的opcode，這些opcode最終被execute函數解釋執行。

1）變量的聲明和賦值

在使用一個變量時，我們不需要聲明，也不需要初始化，直接對其賦值就可以使用。

$a = 10;

當賦值的時候，zval結構中的refcount_gc默認為1，當引用這個值的時候，會加1。

$a = 10;$b = &$a;//$a和$b引用了同一個zval結構,refcount_gc變為2,is_ref_gc為1$c = $a;//$c新建了一個zvak結構,refcount_gc變為2為1

2）變量的作用域

變量按作用域類型分為：全局變量和局部變量。

與JavaScript不同，得益于閉包的特性，JavaScript可以在函數中調用函數外的變量，而PHP不行。下面的代碼是錯誤的：

$bar = 'outter';function _global() {    print_r($bar);//這里會報錯}
_global();print_r($bar);//輸出為outter

a. 全局變量會保存在symbol_table中， 也就是頂層作用域中的變量。

b. 函數或者對象的方法在被調用時會創建active_symbol_table來保存局部變量。

c. 函數中的靜態變量存放在私有的符號表（EG(active_op_array)->static_variables）中。所以不會在函數結束的時候銷毀。

3）global

global語句的作用是定義全局變量，也就是將變量放到symbol_table中。

將上面的代碼修改一下，增加一個global聲明：

$bar = 'outter';function _global() {    global $bar ;//添加global聲明
    $bar = 'inner';    print_r($bar);
}
_global();print_r($bar);//輸出inner

七、數據類型轉換

1）隱式類型轉換

a. 直接的變量賦值操作

b. 運算式結果對變量的賦值操作

$str = 33;    //integer 另外的float(double)類似var_dump('prase'.$str);$str = null;    //nullvar_dump('prase'.$str);$str = true;    //booleanvar_dump('prase'.$str);$str = array(1,2);    //arrayvar_dump('prase'.$str);$str = new static_class();    //object 調用靜態變量中的類var_dump('prase'.$str);

a. 隱式轉換null的時候，最后輸出的是空

b. boolean轉換成了0或1

c. 雖然array最后輸出了，但最后還是報錯。

d. 而類是直接報錯，沒有輸出。

2）顯示類型轉換

PHP中允許的強制類型有：

a. (int), (integer) 轉換為整型

b. (bool), (boolean) 轉換為布爾類型

c. (float), (double) 轉換為浮點類型

d. (string) 轉換為字符串

e. (array) 轉換為數組

f. (object) 轉換為對象

g. (unset) 轉換為NULL，這個還是第一次見到