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PHP7.2 Data Structures 使用

hedzr / 1746人閱讀

摘要:使用安裝目前不支持使用安裝。這個會被注冊的函數截獲。使用最大堆實現。同的使用是一致的,可是是任意的類型,但是必須唯一。優點效率和內存使用幾乎和一致當的大小下降到足夠小時,會自動釋放已分配的內存。

PHP7.2 Data Structures 使用 1. 安裝
pecl install ds
brew install homebrew/php/php71-ds

目前PHP7.2不支持使用 brew 安裝。

2. PHP 原始的數據結構Array

PHP5.x 的時代,Array是唯一的表示集合的數據類型,在 PHP 中,他既是 List 也是 Map, 他就是一切。

1,"b"=>2,"c"=>3);

這種數據類型的確是給開發者帶來了便捷性,但讓PHPer 會主鍵的忽略掉數據結構帶來的好處,特別是在學習其他的語言時,給PHPer 帶來困擾。

在 PHP 升級到7后,Array也同時得到了優化,但是他的結構并沒有發生變化, “optimised for everything; optimised for nothing” with room for improvement。那如果我們可以通過引入更便利的數據結構優化性能,同時寫代碼反而更方便了,那何樂而不為呢?

“SPL數據結構怎么樣?”
Unfortunately they are terrible. They did offer some benefits prior to PHP 7, but have since been neglected to the point of having no practical value.

“我們為什么不能修正和改進它們?”
We could, but I believe their design and implementation is so poor that it would be better to replace them with something brand new.

“SPL數據結構的設計非常可怕。” - 安東尼 費拉拉

Array 缺點

PHP 的 Array 訪問不存在的 key 可以得到 null,不會產生 fatal error,但會有一個 E_NOTICE。這個 E_NOTICE 會被 set_error_handler 注冊的函數截獲。顯然,這種代碼上的不干凈和性能上的無謂開銷完全是可以避免的。


一般的 PHPer 都不會用array_key_exists 和 if else 來處理,這樣做會顯得有些麻煩。

有時候Array 的使用,性能會變得很差。Array 本質上是一個 Map,unshift 一個元素進來,將會改變每個元素的 key,這是一個 O(n)操作。另外,PHP 的 Array 將其 value(包括 key 和 它的 hash) 保存在一個 bucket 中,所以我們需要查看每一個 bucket 并更新 hash。

PHP 內部其實是通過創建新的 array 來完成 array_unshift 操作的,其性能問題可想可知。

DataStructures,PHP7的一個擴展,數組(Array)的一個替代品。

Github: https://github.com/php-ds

Namespace: Ds

接口類: Collection, Sequence, Hashable

實現類(final class): Vector, Deque, Map, Set, Stack, Queue, PriorityQueue, Pair

接口類

Collection 是一個基礎接口,定義了一個數據集合(這里的集合指的是 Collection,不是 Set) 的基本操作,比如 foreach, echo, count, print_r, var_dump, serialize, json_encode, and clone.等。

Sequence 是類數組數據結構的基礎接口,定義了很多重要且方便的方法,比如 contains, map, filter, reduce, find, first, last 等。從圖中可知,Vector, Deque, Stack, Queue 都直接或者間接的實現了這個接口。它的特點如下:

值始終會被索引 [0, 1, 2, …, size - 1]

刪除或插入更新所有連續值的位置。

只允許訪問索引在 [0, size-1]的值。

Hashable 在圖中看起來比較孤立,但對于 Map 和 Set 很重要。一個 Object 如果實現了 Hashable,就可以作為 Map 的 key,可以作為 Set 的元素。這樣 Map 和 Set 就能像 Java 一樣方便的使用了。

實現類

Vector 應該是最為常用的數據結構之一了,可以把它當成 Ruby 的 Array 或者 Python 的 List。其元素的值的 index 就是它在 buffer 中的 index,所以效率很高。只要有使用數組的需求且不需要 insert, remove, shift 和 unshift 的都可以用它。

視頻說明

優點:

低內存使用量

get, set, push and pop的復雜度為 O(1)

缺點:

insert, remove, shift, and unshift 的復雜度為 O(n)

PhotoShop中使用主要的數據結構就是 Vector  ---- Sean Parent

Deque(發音[dek] ) 是一種雙端隊列“double-ended queue”。在 queue 的基礎上增加了一個頭指針,因此 shift 和 unshift 也是 O(1) 復雜度了。但帶來的性能損耗并不多。

兩個指針用于跟蹤頭部和尾部, 指針可以“wrap around”緩沖區的末尾,這避免了需要移動其他值來騰出空間。 這使得移位和移位非常快 - Vector無法與之競爭。視頻說明

優點:

低內存使用量。

get,set, push, pop, shift, and unshift 的復雜度為 O(1)。

缺點:

inser,remove 的復雜度為 O(n)。

緩沖區容量必須是2的n次方。

Stack 是一種“LIFO” 結構,按照“后進先出”的原則允許訪問、遍歷、銷毀結構頂部的值。DsStack 的內部使用的是 DsVector 的實現。

Queue 是一種“FIFO”結構,按照“先進先出”的原則允許訪問、遍歷、銷毀結構頂部的值。DsQueue 內部使用的是 DsDeque 的實現。

PriorityQueue(優先級隊列) 與 Queue 非常的相似,按照分配的優先級將值推入隊列,優先級最高的值始終位于隊列的前端。遍歷 PriorityQueue 具有破壞性,相當于連續的彈出操作,直到隊列為空。使用最大堆實現

Hashable , 一個允許用對象作鍵的接口。注意:并不是hashTable。Hashable只引入了兩種方法:hash和equals。支持Hashable接口的數據結構是Map和Set。

Map , 一種連續的鍵值對集合。同 array 的使用是一致的,key 可是是任意的類型,但是必須唯一。如果相同的 key 添加到 Map 中,那么會替換掉原有的。同array 一樣,插入的順序會被保留。

優點:

效率和內存使用幾乎和 Array 一致

當Map 的大小下降到足夠小時,會自動釋放已分配的內存。

key 和 value 可以是任意類型,甚至是對象。

put, get, remove, 和 hasKey 的復雜度為 O(1)

缺點:

當key 為對象時,不能轉成 Array 。

Set,是一個無序唯一值的集合。Map 內部使用了 set 的實現,他們都是基于Array 相同的內部結構,這意味這Set 的排序具有 O(n*log n) 的復雜度。

優點:

添加、刪除、引用都是 O(1)的復雜度

使用 Hashable 的接口

支持任何類型的值。

缺點:

不支持 push, pop, insert, shift, unshift

如果在索引之前刪除了值,那么復雜度會從 O(1) 降到 O(n)

這里在說明一點,Array中的值本身是沒有索引的,因此在使用 in_array()的時候呈線性搜索,復雜度為 O(n)。
如果想要創建一個唯一值數組,可以使用 array_unique(),由于array_unique()針對的是 value 而不是 key,所以每個數組成員都會被限行搜索,復雜度會變為 O(n2)。

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