百度工程師講PHP函數的實現原理及性能分析（三）

 　　這篇文章主要介紹了百度工程師講PHP函數的實現原理及性能分析(三),本文講解了常用php函數實現及介紹,並作了總結及建議,需要的朋友可以參考下

　　常用php函數實現及介紹

　　count

　　count是我們經常用到的一個函數，其功能是返回一個數組的長度。

　　count這個函數，其復雜度是多少呢? 一種常見的說法是count函數會遍歷整個數組然後求出元素個數，因此復雜度是O(n)。那實際情況是不是這樣呢?我們回到count的實現來看一下，通過源碼可以發現，對於數組的count操作，函數最終的路徑是zif_count-> php_count_recursive-> zend_hash_num_elements，而zend_hash_num_elements的行為是 return ht->nNumOfElements，可見，這是一個O(1)而不是O(n)的操作。實際上，數組在php底層就是一個hash_table，對於hash表，zend中專門有一個元素nNumOfElements記錄了當前元素的個數，因此對於一般的count實際上直接就返回了這個值。由此，我們得出結論： count是O(1)的復雜度，和具體數組的大小無關。

　　非數組類型的變量，count的行為時怎樣?對於未設置變量返回0，而像int、double、string等則會返回1

　　strlen

　　Strlen用於返回一個字符串的長度。那麼，他的實現原理是如何的呢?我們都知道在c中strlen是一個o(n)的函數，會順序遍歷字符串直到遇到，然後出長度。Php中是否也這樣呢?答案是否定的，php裡字符串是用一個復合結構來描述，包括指向具體數據的指針和字符串長度(和c++中string類似)，因此 strlen就直接返回字符串長度了，是常數級別的操作。另外，對於非字符串類型的變量調用strlen，它會首先將變量強制轉換為字符串再求長度，這點需要注意。

　　isset和array_key_exists

　　這兩個函數最常見的用法都是判斷一個 key是否在數組中存在。但是前者還可以用於判斷一個變量是否被設置過。如前文所述，isset並非真正的函數，因此它的效率會比後者高很多。推薦用它代替array_key_exists。

　　array_push和array[]

　　兩者都是往數組尾部追加一個元素。不同的是前者可以一次push多個。他們最大的區別在於一個是函數一個是語言結構，因此後者效率要更高。因此如果只是普通的追加元素，建議使用array []。

　　rand和mt_rand

　　兩者都是提供產生隨機數的功能，前者使用 libc標准的rand。後者用了 Mersenne Twister 中已知的特性作為隨機數發生器，它可以產生隨機數值的平均速度比 libc 提供的 rand() 快四倍。因此如果對性能要求較高，可以考慮用mt_rand代替前者。我們都知道，rand產生的是偽隨機數，在C中需要用srand顯示指定種子。但是在php中，rand會自己幫你默認調用一次srand，一般情況下不需要自己再顯示的調用。需要注意的是，如果特殊情況下需要調用srand時，一定要配套調用。就是說srand對於rand，mt_srand對應srand，切不可混合使用，否則是無效的。

　　sort和 usort

　　兩者都是用於排序，不同的是前者可以指定排序策略，類似我們C裡面的qsort和C++的sort。在排序上兩者都是采用標准的快排來實現，對於有排序需求的，如非特殊情況調用php提供的這些方法就可以了，不用自己重新實現一遍，效率會低很多。原因見前文對於用戶函數和內置函數的分析比對。

　　urlencode和rawurlencode

　　這兩個都是用於 url編碼， 字符串中除了 -_. 之外的所有非字母數字字符都將被替換成百分號(%)後跟兩位十六進制數。兩者唯一的區別在於對於空格，urlencode會編碼為+，而 rawurlencode會編碼為%20。一般情況下除了搜索引擎，我們的策略都是空格編碼為%20。因此采用後者的居多。注意的是encode和 decode系列一定要配套使用。

　　strcmp系列函數

　　這一系列的函數包括strcmp、 strncmp、strcasecmp、strncasecmp，實現功能和C函數相同。但也有不同，由於php的字符串是允許出現，因此在判斷的時候底層使用的是memcmp系列而非strcmp，理論上來說更快。另外由於php直接能獲取到字符串長度，因此會首先這方面的檢查，很多情況下效率就會高很多了。

　　is_int和is_numeric

　　這兩個函數功能相似又不完全相同，使用的時候一定需要注意他們的區別。Is_int：判斷一個變量類型是否是整數型，php變量中專門有一個字段表征類型，因此直接判斷這個類型即可，是一個絕對 O(1)的操作 Is_numeric：判斷一個變量是否是整數或數字字符串，也就是說除了整數型變量會返回true之外，對於字符串變量，如果形如”1234”，”1e4”等也會被判為true。這個時候會遍歷字符串進行判斷。

　　總結及建議

　　總結：

　　通過對函數實現的原理分析和性能測試，我們總結出以下一些結論

　　1. Php的函數調用開銷相對較大。

　　2. 函數相關信息保存在一個大的hash_table中，每次調用時通過函數名在hash表中查找，因此函數名長度對性能也有一定影響。

　　3. 函數返回引用沒有實際意義

　　4. 內置php函數性能比用戶函數高很多，尤其對於字符串類操作。

　　5. 類方法、普通函數、靜態方法效率幾乎相同，沒有太大差異

　　6. 除去空函數調用的影響，內置函數和同樣功能的C函數性能基本差不多。

　　7. 所有的參數傳遞都是采用引用計數的淺拷貝，代價很小。

　　8. 函數個數對性能影響幾乎可以忽略

　　建議：

　　因此，對於php函數的使用，有如下一些建議

　　1. 一個功能可以用內置函數完成，盡量使用它而不是自己編寫php函數。

　　2. 如果某個功能對性能要求很高，可以考慮用擴展來實現。

　　3. Php函數調用開銷較大，因此不要過分封裝。有些功能，如果需要調用的次數很多本身又只用1、2行代碼就行實現的，建議就不要封裝調用了。

　　4. 不要過分迷戀各種設計模式，如上一條描述，過分的封裝會帶來性能的下降。需要考慮兩者的權衡。Php有自己的特點，切不可東施效颦，過分效仿java的模式。

　　5. 函數不宜嵌套過深，遞歸使用要謹慎。

　　6. 偽函數性能很高，同等功能實現下優先考慮。比如用isset代替array_key_exists

　　7. 函數返回引用沒有太大意義，也起不到實際作用，建議不予考慮。

　　8. 類成員方法效率不比普通函數低，因此不用擔心性能損耗。建議多考慮靜態方法，可讀性及安全性都更好。

　　9. 如不是特殊需要，參數傳遞都建議使用傳值而不是傳引用。當然，如果參數是很大的數組且需要修改時可以考慮引用傳遞。