搞定PHP面试 - 变量的引用赋值与传值赋值

白菜1031

一、使用 memory_get_usage() 查看PHP内存使用量

1. 传值赋值

// 定义一个变量
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage());

// 定义变量b,将a变量的值赋值给b
$b = $a;
var_dump(memory_get_usage());

// 对a进行修改
// COW: Copy-On-Write
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage());

输出结果:

int(989768)
int(989856)
int(1855608)

定义一个变量 $a = range(0, 10000);

定义一个变量 $a = range(0, 10000)

$b = $a;

$b = $a

对a进行修改 $a = range(0, 10000);

对a进行修改 $a = range(0, 10000)

PHP写时复制机制(Copy-on-Write,也缩写为COW)

顾名思义,就是在写入时才真正复制一份内存进行修改。
COW最早应用在Unix系统中对线程与内存使用的优化,后面广泛的被使用在各种编程语言中,如C++的STL等。
在PHP内核中,COW也是主要的内存优化手段。
在通过变量赋值的方式赋值给变量时,不会申请新内存来存放新变量的值,而是简单的通过一个计数器来共用内存。只有在其中的一个引用指向变量的值发生变化时,才申请新空间来保存值内容,以减少对内存的占用。
在很多场景下PHP都使用COW进行内存的优化。比如:变量的多次赋值、函数参数传递,并在函数体内修改实参等。

2. 引用赋值

// 定义一个变量
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage());

// 定义变量b,将a变量的引用赋给b
$b = &$a;
var_dump(memory_get_usage());

// 对a进行修改
$a = range(0, 10000);
var_dump(memory_get_usage());

输出结果:

int(989760)
int(989848)
int(989840)

定义一个变量 $a = range(0, 10000);

定义一个变量 $a = range(0, 10000)

定义变量b,将a变量的引用赋给b $b = &$a;

定义变量b,将a变量的引用赋给b

对a进行修改 $a = range(0, 10000);

对a进行修改

二、使用 xdebug_debug_zval() 查看变量的引用情况

xdebug_debug_zval() 用于显示变量的信息。需要安装xdebug扩展。

1. 传值赋值

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a');

// 定义变量b,把a的值赋值给b
$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

// a进行写操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

输出结果:

a: (refcount=1, is_ref=0)=1
a: (refcount=2, is_ref=0)=1
b: (refcount=2, is_ref=0)=1
a: (refcount=1, is_ref=0)=2
b: (refcount=1, is_ref=0)=1

定义变量 $a = 1;

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a');

输出

a: (refcount=1, is_ref=0)=1

refcount=1 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为1
is_ref=0 表示该变量不是引用

引用个数

定义变量 $b ,把 $a 的值赋给 $b$b = $a;

$b = $a;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

输出

a: (refcount=2, is_ref=0)=1
b: (refcount=2, is_ref=0)=1

refcount=2 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为2
is_ref=0 表示该变量不是引用

refcount=2

对变量 $a 进行写操作 $a = 2;

$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

输出

a: (refcount=1, is_ref=0)=2
b: (refcount=1, is_ref=0)=1

因为COW机制,对变量 $a 进行写操作时,会为变量 $a 新分配一块内存空间,用于存储变量 $a 的值。
此时 $a$b 指向的内存地址的引用个数都变为1。

对变量 $a 进行写操作

2. 引用赋值

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a');

// 定义变量b,把a的引用赋给b
$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

// a进行写操作
$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');
a: (refcount=1, is_ref=0)=1
a: (refcount=2, is_ref=1)=1
b: (refcount=2, is_ref=1)=1
a: (refcount=2, is_ref=1)=2
b: (refcount=2, is_ref=1)=2

定义变量 $a = 1;

$a = 1;
xdebug_debug_zval('a');

输出

a: (refcount=1, is_ref=0)=1

refcount=1 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为1
is_ref=0 表示该变量不是引用

$a = 1

定义变量 $b ,把 $a 的引用赋给 $b$b = &$a;

$b = &$a;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

输出

a: (refcount=2, is_ref=1)=1
b: (refcount=2, is_ref=1)=1

refcount=2 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为2
is_ref=1 表示该变量是引用

$b = &$a

对变量 $a 进行写操作 $a = 2;

$a = 2;
xdebug_debug_zval('a');
xdebug_debug_zval('b');

输出

a: (refcount=2, is_ref=1)=2
b: (refcount=2, is_ref=1)=2

因为变量 $a 和变量 $b 指向相同的内存地址,其实引用。
对变量 $a 进行写操作时,会直接修改指向的内存空间的值,因此变量 $b 的值会跟着一起改变。

对变量 $a 进行写操作

三、当变量时引用时,unset()只会取消引用,不会销毁内存空间

$a = 1;
$b = &$a;

// unset 只会取消引用,不会销毁内存空间
unset($b);

echo $a;

输出

1

定义变量 $a ,并将 $a 的引用赋给变量 $b

$a = 1;
$b = &$a;

定义变量 $a,并将 $a 的引用赋给变量 $b

销毁 $b

unset($b);

销毁 $b

输出 $a

虽然销毁的 $b,但是 $a 的引用和内存空间依旧存在。

echo $a;

输出

1

四、php中对象本身就是引用赋值

class Person
{
    public $age = 1;
}

$p1 = new Person;
xdebug_debug_zval('p1');

$p2 = $p1;
xdebug_debug_zval('p1');
xdebug_debug_zval('p2');

$p2->age = 2;
xdebug_debug_zval('p1');
xdebug_debug_zval('p2');
p1: (refcount=1, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=2, is_ref=0)=1 }
p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=2, is_ref=0)=1 }
p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=2, is_ref=0)=1 }
p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=1, is_ref=0)=2 }
p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=1, is_ref=0)=2 }

实例化对象 $p1 = new Person;

$p1 = new Person;
xdebug_debug_zval('p1');

输出

p1: (refcount=1, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=2, is_ref=0)=1 }

refcount=1 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为1
is_ref=0 表示该变量不是引用

$p1 赋给 $p2

$p2 = $p1;
xdebug_debug_zval('p1');
xdebug_debug_zval('p2');

输出

p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=2, is_ref=0)=1 }
p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=2, is_ref=0)=1 }

refcount=2 表示该变量指向的内存地址的引用个数变为2

$p2 = $p1

$p2 中的属性 age 进行写操作

$p2->age = 2;
xdebug_debug_zval('p1');
xdebug_debug_zval('p2');

输出

p1: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=1, is_ref=0)=2 }
p2: (refcount=2, is_ref=0)=class Person { public $age = (refcount=1, is_ref=0)=2 }

因为php中对象本身就是引用赋值。对 $p2 中的属性 age 进行写操作时,会直接修改指向的内存空间的值,因此变量 $p1age 属性的值会跟着一起改变。

五、实战例题分析

/**
 * 写出如下程序的输出结果
 *
 * $d = ['a', 'b', 'c'];
 *
 * foreach($d as $k => $v)
 * {
 *    $v = &$d[$k];
 * }
 * 
 * 程序运行时,每一次循环结束后变量 $d 的值是什么?请解释。
 * 程序执行完成后,变量 $d 的值是什么?请解释。
 */

1. 第一次循环

推算出进入 foreach$v$d[$k] 的值

$k = 0
$v = 'a'
$d[$k] = $d[0] = 'a'

此时,$v$d[0] 在内存中分别开辟了一块空间

![$v 和 $d[0] 在内存中分别开辟了一块空间](http://md.ws65535.top/xsj/201...

$v = &$d[0] 改变了 $v 指向的内存地址

$v = &$d[0]

![$v = &$d[0] 改变了 $val 指向的内存地址](http://md.ws65535.top/xsj/201...

第一次循环后 $d 的值:

['a', 'b', 'c']

2. 第二次循环

进入 foreach$v 被赋值为 'b',此时$v指向的内存地址与 $d[0] 相同,且为引用,因此 $d[0] 的值被修改为 'b'

$v = 'b' => $d[0] = 'b'

![$v = ‘b’ => $d[0] = ‘b’](http://md.ws65535.top/xsj/201...

推算出进入 foreach$d[$k] 的值

$k = 1
$d[$k] = $d[1] = 'b'

![$d[2] = ‘b’](http://md.ws65535.top/xsj/201...

$v = &$d[1] 改变了 $v 指向的内存地址

$v = &$d[1]

![$v = &$d[1]](http://md.ws65535.top/xsj/201...

第二次循环后 $d 的值

['b', 'b', 'c']

3. 第三次循环

进入 foreach$v 被赋值为 'c',此时$v指向的内存地址与 $d[1] 相同,且为引用,因此 $d[1] 的值被修改为 'c'

$v = 'c' => $d[1] = 'c'

![$v = ‘c’ => $d[1] = ‘c’](http://md.ws65535.top/xsj/201...

推算出进入 foreach$d[$k] 的值

$k = 2
$d[2] = 'c'

![$d[2] = ‘c’](http://md.ws65535.top/xsj/201...

$v = &$d[2] 改变了 $v 指向的内存地址

$v = &$d[2]

![$v = &$d[2]](http://md.ws65535.top/xsj/201...

第三次循环后 $d 的值

['b', 'c', 'c']

4. 实测

$d = ['a', 'b', 'c'];

foreach ($d as $k=>$v)
{
    $v = &$d[$k];
    print_r($d);
}

print_r($d);

输出:

Array
(
    [0] => a
    [1] => b
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => b
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => c
    [2] => c
)
Array
(
    [0] => b
    [1] => c
    [2] => c
)
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