hashtable PHP 原始碼分析 Zend HashTable詳解第1/3頁

HashTable在通常的資料結構教材中也稱作散列表，哈希表。其基本原理比較簡單(如果你對其不熟悉，請查閱隨便一本數據結構教材或在網上搜索)，但PHP的實現有其獨特的地方。了解HashTable的資料儲存結構，對我們分析PHP的原始程式碼，特別是Zend Engine中的虛擬機器的實作時，有很重要的幫助。它可以幫助我們在大腦中模擬一個完整的虛擬機器的圖像。它也是PHP中其它一些資料結構如數組實現的基礎。
Zend HashTable的實作結合了雙向鍊錶和向量（陣列）兩種資料結構的優點，為PHP提供了非常高效的資料儲存和查詢機制。
Let's begin!
一、 HashTable的資料結構
在Zend Engine中的HashTable的實作程式碼主要包括zend_hash.h, zend_hash.c這兩個檔案中。 Zend HashTable包含兩個主要的資料結構，其一是Bucket（桶）結構，另一個是HashTable結構。 Bucket結構是用來保存資料的容器，而HashTable結構則提供了對所有這些Bucket(或桶列)進行管理的機制。

複製程式碼 程式碼如下:

typedef struct bucket {
ulong h; /* Used for numericindexing *
uint nKeyLength; /* key 長度*/
void *pData; /* 指向Bucket中儲存的資料的指標*/
void *pDataPtr; /* 指標資料*/
bstructucket * pListNext; /* 指向HashTable桶列中下一個元素*/
struct bucket *pListLast; /* 指向HashTable桶列中前一個元素*/
struct bucket *pNext; /* 指向具有同一個hash值的桶列的後一個元素*/
struct bucket *pLast; /* 指向具有同一個hash值的桶列的前一個元素*/
char arKey[1]; /* 必須是最後一個成員，key名稱*/
} Bucket;

在Zend HashTable中，每個資料元素(Bucket)有一個鍵名(key)，它在整個HashTable中是唯一的，不能重複。根據鍵名可以唯一確定HashTable中的資料元素。鍵名有兩種表示方式。第一種方式使用字串arKey作為鍵名，該字串的長度為nKeyLength。注意到在上面的資料結構中arKey雖然只是一個長度為1的字元數組，但它並不意味著key只能是一個字元。實際上Bucket是一個可變長度的結構體，由於arKey是Bucket的最後一個成員變量，透過arKey與nKeyLength結合可確定長度為nKeyLength的key。這是C語言程式設計中的一個比較常用的技巧。另一種鍵名的表示方式是索引方式，這時nKeyLength總是0，長整數欄位h就表示該資料元素的鍵名。簡單的來說，即如果nKeyLength=0，則鍵名為h；否則鍵名為arKey, 鍵名的長度為nKeyLength。
當nKeyLength > 0時，並不表示這時的h值就沒有意義。事實上，此時它保存的是arKey對應的hash值。不管hash函數怎麼設計，衝突都是不可避免的，也就是說不同的arKey可能有相同的hash值。具有相同hash值的Bucket保存在HashTable的arBuckets數組(參考下面的解釋)的同一個索引對應的桶列中。這個桶列是一個雙向鍊錶，其前向元素，後向元素分別用pLast, pNext來表示。新插入的Bucket放在該桶列的最前面。
在Bucket中，實際的資料是保存在pData指標所指向的記憶體區塊中，通常這個記憶體區塊是系統另外分配的。但有一種情況例外，就是當Bucket保存的資料是一個指針時，HashTable將不會另外請求系統分配空間來保存這個指針，而是直接將該指針保存到pDataPtr中，然後再將pData指向本結構成員的地址。這樣可以提高效率，減少記憶體碎片。由此我們可以看到PHP HashTable設計的精妙之處。如果Bucket中的資料不是一個指針，pDataPtr為NULL。
HashTable中所有的Bucket透過pListNext, pListLast構成了一個雙向鍊錶。最新插入的Bucket放在這個雙向鍊錶的最後。
注意在一般情況下，Bucket並不能提供它所儲存的資料大小的資訊。所以在PHP的實作中，Bucket中保存的資料必須具有管理自身大小的能力。

複製程式碼 程式碼如下:

typedef struct _hashtable {
uint nTableSize;; >uint nNumOfElements;
ulong nNextFreeElement;
Bucket *pInternalPointer;
Bucket *pListHead;
Bucket *pListTail;
Bucket; ;
unsigned char nApplyCount;
zend_bool bApplyProtection;
#if ZEND_DEBUG
int inconsistent;
#endif
} HashTable 1/3頁 123下一頁

以上就介紹了hashtable PHP 原始碼分析 Zend HashTable詳解第1/3頁，包含了hashtable方面的內容，希望對PHP教學有興趣的朋友有幫助。