PHP7の配列実装原理

PHP7 は PHP プログラミング言語の重要なバージョンであり、その配列実装原則も変更されました。この記事では、PHP7 配列実装の原則を詳しく説明します。

配列は、順序付けされたデータのセットを保存できる重要なデータ構造です。 PHP では、配列には文字列、整数、浮動小数点数など、あらゆる種類の値を含めることができます。配列は PHP で非常に一般的に使用されるため、PHP7 の配列実装には多くの調整と最適化が行われています。

PHP7 で配列を実装するには、ハッシュ テーブルと順序付きセットという 2 つのデータ構造があります。ハッシュ テーブルは、高速なデータ検索を特徴とするキーと値のペアの記憶構造です。順序付きセットは、インデックス順に配置されたデータのコレクションであり、データへの高速アクセスが特徴です。

PHP7 では、配列に格納される要素が 6 個未満の場合、順序付きセットのデータ構造が使用されます。配列に 6 つを超える要素が格納されている場合は、ハッシュ テーブル データ構造が使用されます。

順序付きセットの実装では、連続メモリ空間を使用して配列要素を格納します。要素の位置は連続しているため、配列要素にアクセスするときに必要なメモリ読み取り操作は 1 回だけです。このようにして、ソートされたコレクションにより、配列要素に高速にアクセスできるようになります。ただし、要素を挿入または削除する必要がある場合は、配列内の要素を移動する必要があるため、時間の複雑さが増加します。

ハッシュ テーブルの実装では、要素をハッシュ テーブルに格納します。ハッシュ テーブルのインデックスは、要素のキー値を整数にハッシュすることによって取得されます。ハッシュテーブルのインデックスはハッシュ関数を通じて計算されるため、異なるキー値は異なるインデックス位置にマッピングされます。このようにして、配列内の要素を迅速に検索できます。要素を挿入または削除する場合、ハッシュ テーブル内の要素の位置は連続していないため、ハッシュ テーブルの効率を確保するためにハッシュ テーブルを再ハッシュして再配置する必要があります。

PHP7 での配列の実装では、ハッシュ テーブルのサイズも最適化されます。 PHP7 では、ハッシュ テーブルのサイズは 2 の累乗です。このようにして、ハッシュ テーブルのサイズは常に 2 で割り切れるため、ハッシュの衝突の数が減ります。

PHP7 の配列実装については、次の重要な概念を理解する必要があります:

1. ハッシュ関数
   ハッシュ関数は、ハッシュ アルゴリズムを通じて任意のサイズのデータ​​を渡すことです。データを固定サイズに圧縮する機能です。 PHP7では、配列要素のキー値をハッシュテーブルに格納する前にハッシュ関数で計算する必要があります。
2. ハッシュ競合
   ハッシュ競合とは、2つ以上の要素のキー値がハッシュ関数で計算され、得られるハッシュ値が同じであることを意味します。ハッシュの衝突はハッシュ テーブルのパフォーマンスに影響を与えるため、ハッシュの衝突を解決するにはいくつかの方法が必要です。
3. ハッシュ関数
   ハッシュ関数は、ハッシュ テーブル内の要素の位置を計算する関数です。入力はキー値、出力はハッシュ テーブル内のインデックス位置です。ハッシュ関数の設計では、ハッシュ衝突の状況を考慮する必要があります。
4. 競合解決
   競合解決とは、ハッシュの競合を解決する方法で、ジッパー法、線形検出法、二次検出法などがよく使われます。 PHP7 では、ハッシュの競合を解決するために連鎖ハッシュ テーブルが使用されます。

要約すると、PHP7 の配列実装では、ハッシュ テーブルと順序付きセットという 2 つのデータ構造が使用されます。配列に格納されている要素が 6 つ未満の場合は、順序付きセットが使用されます。 6 つを超える要素が配列に格納される場合は、ハッシュ テーブルが使用されます。ハッシュ テーブルはハッシュ テーブルを通じて実装されます。キー値はハッシュ テーブルに格納される前にハッシュ関数によって計算される必要があります。同時に、PHP7 では、ハッシュ テーブルのサイズが 2 の累乗に基づくなど、多くの最適化も行われ、配列の効率が確保されています。

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