深入解析php中的foreach问题

2020-03-22 19:04:56

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供稿：网友

前言：
php4中引入了foreach结构，这是一种遍历数组的简单方式。相比传统的for循环，foreach能够更加便捷的获取键值对。在php5之前，foreach仅能用于数组；php5之后，利用foreach还能遍历对象（详见：遍历对象）。本文中仅讨论遍历数组的情况。

foreach虽然简单，不过它可能会出现一些意外的行为，特别是代码涉及引用的情况下。
下面列举了几种case，有助于我们进一步认清foreach的本质。
问题1：
复制代码代码如下:
$arr = array(1,2,3);
foreach($arr as $k = &$v) {
$v = $v * 2;
}
// now $arr is array(2, 4, 6)
foreach($arr as $k = $v) {
echo "$k", " = ", "$v";
}

先从简单的开始，如果我们尝试运行上述代码，就会发现最后输出为0= 2 1= 4 2= 4 。
为何不是0= 2 1= 4 2= 6 ？
其实，我们可以认为 foreach($arr as $k = $v) 结构隐含了如下操作，分别将数组当前的'键'和当前的'值'赋给变量$k和$v。具体展开形如：
复制代码代码如下:
foreach($arr as $k = $v){
//在用户代码执行之前隐含了2个赋值操作
$v = html' target='_blank'>currentVal();
$k = currentKey();
//继续运行用户代码
……
}

根据上述理论，现在我们重新来分析下第一个foreach：
第1遍循环，由于$v是一个引用，因此$v = &$arr[0]，$v=$v*2相当于$arr[0]*2，因此$arr变成2,2,3
第2遍循环，$v = &$arr[1]，$arr变成2,4,3
第3遍循环，$v = &$arr[2]，$arr变成2,4,6
随后代码进入了第二个foreach：
第1遍循环，隐含操作$v=$arr[0]被触发，由于此时$v仍然是$arr[2]的引用，即相当于$arr[2]=$arr[0]，$arr变成2,4,2
第2遍循环，$v=$arr[1]，即$arr[2]=$arr[1]，$arr变成2,4,4
第3遍循环，$v=$arr[2]，即$arr[2]=$arr[2]，$arr变成2,4,4
OK，分析完毕。
如何解决类似问题呢？php手册上有一段提醒：
Warning : 数组最后一个元素的 $value 引用在 foreach 循环之后仍会保留。建议使用unset()来将其销毁。
复制代码代码如下:
$arr = array(1,2,3);
foreach($arr as $k = &$v) {
$v = $v * 2;
}
unset($v);
foreach($arr as $k = $v) {
echo "$k", " = ", "$v";
}
// 输出 0= 2 1= 4 2= 6

从这个问题中我们可以看出，引用很有可能会伴随副作用。如果不希望无意识的修改导致数组内容变更，最好及时unset掉这些引用。
问题2：
复制代码代码如下:
$arr = array('a','b','c');
foreach($arr as $k = $v) {
echo key($arr), "= ", current($arr);
}
// 打印 1= b 1= b 1= b

这个问题更加诡异。按照手册的说法，key和current分别是取数组中当前元素的的键值。
那为何key($arr)一直是1，current($arr)一直是b呢?
先用vld查看编译之后的opcode:

我们从第3行的ASSIGN指令看起，它代表将array('a','b','c')赋值给$arr。
由于$arr为CV，array('a','b','c')为TMP，因此ASSIGN指令找到实际执行的函数为ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_TMP_HANDLER。这里需要特别指出，CV是PHP5.1之后才增加的一种变量cache，它采用数组的形式来保存zval**，被cache住的变量再次使用时无需去查找active符号表，而是直接去CV数组中获取，由于数组访问速度远超hash表，因而可以提高效率。
复制代码代码如下:
static int ZEND_FASTCALL ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_TMP_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
zend_op *opline = EX(opline);
zend_free_op free_op2;
zval *value = _get_zval_ptr_tmp(&opline- op2, EX(Ts), &free_op2 TSRMLS_CC);

// CV数组中创建出$arr**指针
zval **variable_ptr_ptr = _get_zval_ptr_ptr_cv(&opline- op1, EX(Ts), BP_VAR_W TSRMLS_CC);
if (IS_CV == IS_VAR && !variable_ptr_ptr) {
……
}
else {
// 将array赋值给$arr
value = zend_assign_to_variable(variable_ptr_ptr, value, 1 TSRMLS_CC);
if (!RETURN_VALUE_UNUSED(&opline- result)) {
AI_SET_PTR(EX_T(opline- result.u.var).var, value);
PZVAL_LOCK(value);
}
}
ZEND_VM_NEXT_OPCODE();
}

ASSIGN指令完成之后，CV数组中被加入zval**指针，指针指向实际的array，这表示$arr已经被CV缓存了起来。

接下来执行数组的循环操作，我们来看FE_RESET指令，它对应的执行函数为ZEND_FE_RESET_SPEC_CV_HANDLER：
复制代码代码如下:
static int ZEND_FASTCALL ZEND_FE_RESET_SPEC_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
……
if (……) {
……
} else {
// 通过CV数组获取指向array的指针
array_ptr = _get_zval_ptr_cv(&opline- op1, EX(Ts), BP_VAR_R TSRMLS_CC);
……
}
……
// 将指向array的指针保存到zend_execute_data- Ts中(Ts用于存放代码执行期的temp_variable)
AI_SET_PTR(EX_T(opline- result.u.var).var, array_ptr);
PZVAL_LOCK(array_ptr);
if (iter) {
……
} else if ((fe_ht = HASH_OF(array_ptr)) != NULL) {
// 重置数组内部指针
zend_hash_internal_pointer_reset(fe_ht);

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