百度工程师讲PHP函数的实现原理及性能分析（三）_PHP教程
- WBOY原创
- 2016-07-13 09:53:461023浏览
百度工程师讲PHP函数的实现原理及性能分析（三）
这篇文章主要介绍了百度工程师讲PHP函数的实现原理及性能分析(三),本文讲解了常用php函数实现及介绍,并作了总结及建议,需要的朋友可以参考下
常用php函数实现及介绍
count
count是我们经常用到的一个函数，其功能是返回一个数组的长度。
count这个函数，其复杂度是多少呢? 一种常见的说法是count函数会遍历整个数组然后求出元素个数，因此复杂度是O(n)。那实际情况是不是这样呢?我们回到count的实现来看一下，通过源码可以发现，对于数组的count操作，函数最终的路径是zif_count-> php_count_recursive-> zend_hash_num_elements，而zend_hash_num_elements的行为是 return ht->nNumOfElements，可见，这是一个O(1)而不是O(n)的操作。实际上，数组在php底层就是一个hash_table，对于hash表，zend中专门有一个元素nNumOfElements记录了当前元素的个数，因此对于一般的count实际上直接就返回了这个值。由此，我们得出结论： count是O(1)的复杂度，和具体数组的大小无关。
非数组类型的变量，count的行为时怎样?对于未设置变量返回0，而像int、double、string等则会返回1
strlen
Strlen用于返回一个字符串的长度。那么，他的实现原理是如何的呢?我们都知道在c中strlen是一个o(n)的函数，会顺序遍历字符串直到遇到\0，然后出长度。Php中是否也这样呢?答案是否定的，php里字符串是用一个复合结构来描述，包括指向具体数据的指针和字符串长度(和c++中string类似)，因此 strlen就直接返回字符串长度了，是常数级别的操作。另外，对于非字符串类型的变量调用strlen，它会首先将变量强制转换为字符串再求长度，这点需要注意。
isset和array_key_exists
这两个函数最常见的用法都是判断一个 key是否在数组中存在。但是前者还可以用于判断一个变量是否被设置过。如前文所述，isset并非真正的函数，因此它的效率会比后者高很多。推荐用它代替array_key_exists。
array_push和array[]
两者都是往数组尾部追加一个元素。不同的是前者可以一次push多个。他们最大的区别在于一个是函数一个是语言结构，因此后者效率要更高。因此如果只是普通的追加元素，建议使用array []。
rand和mt_rand
两者都是提供产生随机数的功能，前者使用 libc标准的rand。后者用了 Mersenne Twister 中已知的特性作为随机数发生器，它可以产生随机数值的平均速度比 libc 提供的 rand() 快四倍。因此如果对性能要求较高，可以考虑用mt_rand代替前者。我们都知道，rand产生的是伪随机数，在C中需要用srand显示指定种子。但是在php中，rand会自己帮你默认调用一次srand，一般情况下不需要自己再显示的调用。需要注意的是，如果特殊情况下需要调用srand时，一定要配套调用。就是说srand对于rand，mt_srand对应srand，切不可混合使用，否则是无效的。
sort和 usort
两者都是用于排序，不同的是前者可以指定排序策略，类似我们C里面的qsort和C++的sort。在排序上两者都是采用标准的快排来实现，对于有排序需求的，如非特殊情况调用php提供的这些方法就可以了，不用自己重新实现一遍，效率会低很多。原因见前文对于用户函数和内置函数的分析比对。
urlencode和rawurlencode
这两个都是用于 url编码， 字符串中除了 -_. 之外的所有非字母数字字符都将被替换成百分号(%)后跟两位十六进制数。两者唯一的区别在于对于空格，urlencode会编码为+，而 rawurlencode会编码为%20。一般情况下除了搜索引擎，我们的策略都是空格编码为%20。因此采用后者的居多。注意的是encode和 decode系列一定要配套使用。
strcmp系列函数
这一系列的函数包括strcmp、 strncmp、strcasecmp、strncasecmp，实现功能和C函数相同。但也有不同，由于php的字符串是允许\0出现，因此在判断的时候底层使用的是memcmp系列而非strcmp，理论上来说更快。另外由于php直接能获取到字符串长度，因此会首先这方面的检查，很多情况下效率就会高很多了。
is_int和is_numeric
这两个函数功能相似又不完全相同，使用的时候一定需要注意他们的区别。Is_int：判断一个变量类型是否是整数型，php变量中专门有一个字段表征类型，因此直接判断这个类型即可，是一个绝对 O(1)的操作 Is_numeric：判断一个变量是否是整数或数字字符串，也就是说除了整数型变量会返回true之外，对于字符串变量，如果形如”1234”，”1e4”等也会被判为true。这个时候会遍历字符串进行判断。
总结及建议
总结：
通过对函数实现的原理分析和性能测试，我们总结出以下一些结论
1. Php的函数调用开销相对较大。
2. 函数相关信息保存在一个大的hash_table中，每次调用时通过函数名在hash表中查找，因此函数名长度对性能也有一定影响。
3. 函数返回引用没有实际意义
4. 内置php函数性能比用户函数高很多，尤其对于字符串类操作。
5. 类方法、普通函数、静态方法效率几乎相同，没有太大差异
6. 除去空函数调用的影响，内置函数和同样功能的C函数性能基本差不多。
7. 所有的参数传递都是采用引用计数的浅拷贝，代价很小。
8. 函数个数对性能影响几乎可以忽略
建议：
因此，对于php函数的使用，有如下一些建议
1. 一个功能可以用内置函数完成，尽量使用它而不是自己编写php函数。
2. 如果某个功能对性能要求很高，可以考虑用扩展来实现。
3. Php函数调用开销较大，因此不要过分封装。有些功能，如果需要调用的次数很多本身又只用1、2行代码就行实现的，建议就不要封装调用了。
4. 不要过分迷恋各种设计模式，如上一条描述，过分的封装会带来性能的下降。需要考虑两者的权衡。Php有自己的特点，切不可东施效颦，过分效仿java的模式。
5. 函数不宜嵌套过深，递归使用要谨慎。
6. 伪函数性能很高，同等功能实现下优先考虑。比如用isset代替array_key_exists
7. 函数返回引用没有太大意义，也起不到实际作用，建议不予考虑。
8. 类成员方法效率不比普通函数低，因此不用担心性能损耗。建议多考虑静态方法，可读性及安全性都更好。
9. 如不是特殊需要，参数传递都建议使用传值而不是传引用。当然，如果参数是很大的数组且需要修改时可以考虑引用传递。