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php array 底层实现

2026-01-30 07:18:33PHP

PHP 数组的底层实现

PHP 数组是一种混合数据结构，既支持数字索引也支持字符串键（关联数组）。其底层实现基于哈希表（HashTable）和双向链表，以下是具体细节：

哈希表结构

PHP 数组的核心是 zend_array（PHP 7+）或 HashTable（PHP 5），通过哈希表实现高效键值存储。哈希表使用开放寻址法解决冲突，动态扩容以保证性能。

哈希函数：将键（字符串或数字）转换为哈希值，确定存储位置。
桶（Bucket）：存储键值对，包含键、值、哈希值及链表指针。

有序性实现

PHP 数组保持插入顺序，通过双向链表维护。每个桶包含 pListNext 和 pListLast 指针，指向下一个和上一个元素。

动态扩容

哈希表会根据元素数量动态调整大小：

当填充因子（元素数/桶数）超过阈值（默认 0.5），触发扩容。
新容量为当前容量的 2 倍，重新哈希所有元素。

内存管理

PHP 7 优化了内存布局，减少间接访问：

内联存储值（zval 直接存储在桶中，而非指针）。
减少内存碎片，提升缓存命中率。

性能特点

平均时间复杂度：插入、删除、查找均为 O(1)。
最坏情况：哈希冲突严重时退化至 O(n)。
内存占用：PHP 7 相比 PHP 5 减少约 50%。

示例代码结构

以下是简化版底层结构的伪代码表示：

struct _zend_array {
    uint32_t          nTableSize;     // 哈希表大小
    uint32_t          nNumUsed;      // 已用桶数
    uint32_t          nNumOfElements; // 实际元素数
    Bucket           *arData;         // 桶数组
    uint32_t         *arHash;        // 哈希索引数组
};

struct Bucket {
    zval              val;           // 存储的值
    zend_ulong        h;             // 哈希值
    zend_string      *key;           // 字符串键
    Bucket           *pListNext;     // 下一个元素（有序）
    Bucket           *pListLast;     // 上一个元素（有序）
};