PHP“ foreach”实际上如何工作?

2012-04-08 php loops foreach iteration php-internals

首先,我要说一下我知道foreach是什么,做什么以及如何使用它。这个问题关系到它在引擎盖下如何工作,我不希望“这就是使用foreach循环数组的方式”的任何答案。


很长时间以来,我一直认为foreach与数组本身一起工作。然后,我发现了很多关于它可以与数组副本一起使用的事实的引用,从那时起,我一直以为这是故事的结尾。但是我最近对此事进行了讨论,经过一番实验后发现这实际上并非100%正确。

让我表明我的意思。对于以下测试用例,我们将使用以下数组:

$array = array(1, 2, 3, 4, 5);

测试用例1

foreach ($array as $item) {
  echo "$item\n";
  $array[] = $item;
}
print_r($array);

/* Output in loop:    1 2 3 4 5
   $array after loop: 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 */

这清楚地表明我们不是直接使用源数组-否则循环将永远持续下去,因为我们在循环过程中不断将项目推入数组。但是只是为了确保是这种情况:

测试用例2

foreach ($array as $key => $item) {
  $array[$key + 1] = $item + 2;
  echo "$item\n";
}

print_r($array);

/* Output in loop:    1 2 3 4 5
   $array after loop: 1 3 4 5 6 7 */

这支持了我们的初始结论,我们在循环期间正在使用源数组的副本,否则将在循环期间看到修改后的值。 但...

如果查看手册 ,则会发现以下语句:

当foreach首先开始执行时,内部数组指针将自动重置为数组的第一个元素。

对...这似乎表明, foreach依赖于源数组的数组指针。但是我们刚刚证明我们不使用源数组 ,对吗?好吧,不完全是。

测试用例3

// Move the array pointer on one to make sure it doesn't affect the loop
var_dump(each($array));

foreach ($array as $item) {
  echo "$item\n";
}

var_dump(each($array));

/* Output
  array(4) {
    [1]=>
    int(1)
    ["value"]=>
    int(1)
    [0]=>
    int(0)
    ["key"]=>
    int(0)
  }
  1
  2
  3
  4
  5
  bool(false)
*/

因此,尽管事实上我们并没有直接使用源数组,而是直接使用了源数组指针-指针在循环末尾位于数组的末尾这一事实表明了这一点。除非这不是真的-如果是这样,那么测试用例1将永远循环。

PHP手册还指出:

由于foreach依赖内部数组指针,因此在循环内更改它可能导致意外行为。

好吧,让我们找出“意外行为”是什么(从技术上讲,任何行为都是意外的,因为我不再知道会发生什么)。

测试用例4

foreach ($array as $key => $item) {
  echo "$item\n";
  each($array);
}

/* Output: 1 2 3 4 5 */

测试用例5

foreach ($array as $key => $item) {
  echo "$item\n";
  reset($array);
}

/* Output: 1 2 3 4 5 */

...没有什么意外的,实际上似乎支持“源代码复制”理论。


问题

这里发生了什么?我的C-fu不足以让我仅通过查看PHP源代码就能得出正确的结论,如果有人可以为我翻译成英文,我将不胜感激。

在我看来, foreach使用数组的副本 ,但是在循环之后将源数组的数组指针设置为数组的末尾。

  • 这是正确的故事吗?
  • 如果没有,它到底在做什么?
  • 是否有任何情况在foreach期间使用调整数组指针的函数( each()reset()等)会影响循环的结果?

Answers

在示例3中,您无需修改​​数组。在所有其他示例中,您将修改内容或内部数组指针。由于赋值运算符的语义,这在涉及PHP数组时非常重要。

PHP中数组的赋值运算符的工作方式更像是惰性克隆。与大多数语言不同,将一个变量分配给另一个包含数组的变量将克隆该数组。但是,除非需要,否则不会进行实际的克隆。这意味着仅当修改了两个变量(写时复制)时,克隆才会发生。

这是一个例子:

$a = array(1,2,3);
$b = $a;  // This is lazy cloning of $a. For the time
          // being $a and $b point to the same internal
          // data structure.

$a[] = 3; // Here $a changes, which triggers the actual
          // cloning. From now on, $a and $b are two
          // different data structures. The same would
          // happen if there were a change in $b.

回到测试用例,您可以轻松地想象到foreach创建了一种对数组的引用的迭代器。该引用的工作方式与示例中的变量$b完全相同。但是,迭代器和引用仅在循环期间存在,然后都被丢弃。现在您可以看到,在除3之外的所有情况下,在循环期间都将修改数组,而该额外引用仍然有效。这会触发一个克隆,这说明了这里发生了什么!

这是一篇出色的文章,说明了这种写时复制行为的另一个副作用: PHP三元运算符:速度快与否?

使用foreach()时需要注意的几点:

a) foreach在原始数组的预期副本上工作。 这意味着foreach()将具有共享数据存储,直到或除非找到prospected copy为止 未创建foreach注释/用户注释

b)是什么触发了预期的复制 ? 根据“ copy-on-write ”策略创建预期的副本,也就是说,每当 更改传递给foreach()的数组,然后创建原始数组的副本。

c)原始数组和foreach()迭代器将具有DISTINCT SENTINEL VARIABLES ,即,一个用于原始数组,另一个用于foreach ;请参阅下面的测试代码。 SPL迭代器数组迭代器

堆栈溢出问题如何确保在PHP的“ foreach”循环中重置该值?解决您的问题的情况(3,4,5)。

下面的示例显示each()和reset()不会影响SENTINEL变量 (for example, the current index variable) foreach()迭代器。

$array = array(1, 2, 3, 4, 5);

list($key2, $val2) = each($array);
echo "each() Original (outside): $key2 => $val2<br/>";

foreach($array as $key => $val){
    echo "foreach: $key => $val<br/>";

    list($key2,$val2) = each($array);
    echo "each() Original(inside): $key2 => $val2<br/>";

    echo "--------Iteration--------<br/>";
    if ($key == 3){
        echo "Resetting original array pointer<br/>";
        reset($array);
    }
}

list($key2, $val2) = each($array);
echo "each() Original (outside): $key2 => $val2<br/>";

输出:

each() Original (outside): 0 => 1
foreach: 0 => 1
each() Original(inside): 1 => 2
--------Iteration--------
foreach: 1 => 2
each() Original(inside): 2 => 3
--------Iteration--------
foreach: 2 => 3
each() Original(inside): 3 => 4
--------Iteration--------
foreach: 3 => 4
each() Original(inside): 4 => 5
--------Iteration--------
Resetting original array pointer
foreach: 4 => 5
each() Original(inside): 0=>1
--------Iteration--------
each() Original (outside): 1 => 2

foreach支持对三种不同类型的值进行迭代:

在下文中,我将尝试精确地解释迭代在不同情况下的工作方式。到目前为止,最简单的情况是Traversable对象,因为这些foreach本质上仅是沿着这些行的代码的语法糖:

foreach ($it as $k => $v) { /* ... */ }

/* translates to: */

if ($it instanceof IteratorAggregate) {
    $it = $it->getIterator();
}
for ($it->rewind(); $it->valid(); $it->next()) {
    $v = $it->current();
    $k = $it->key();
    /* ... */
}

对于内部类,通过使用实质上只是在C级别上镜像Iterator接口的内部API,可以避免实际的方法调用。

数组和普通对象的迭代要复杂得多。首先,应该注意的是,在PHP中,“数组”实际上是有序的字典,它们将按照此顺序遍历(只要您不使用sort等内容,它们就与插入顺序匹配)。这与通过键的自然顺序(其他语言的列表通常如何工作)或根本没有定义的顺序(其他语言的词典通常如何工作)进行迭代相反。

这同样适用于对象,因为对象属性可以看作是另一个(有序的)字典,将属性名称映射到其值,再加上一些可见性处理。在大多数情况下,对象属性实际上并不是以这种低效的方式存储的。但是,如果您开始遍历一个对象,则通常使用的打包表示形式将转换为真实的字典。到那时,普通对象的迭代变得与数组迭代非常相似(这就是为什么我在这里不讨论普通对象迭代的原因)。

到现在为止还挺好。遍历字典不会太难,对吧?当您意识到数组/对象在迭代过程中会发生变化时,问题就开始了。发生这种情况的方式有多种:

  • 如果使用foreach ($arr as &$v)通过引用进行迭代,则$arr将变为引用,您可以在迭代期间进行更改。
  • 在PHP 5中,即使您按值进行迭代也是如此,但是该数组是预先引用的: $ref =& $arr; foreach ($ref as $v)
  • 对象具有按句柄传递的语义,对于大多数实际目的而言,这意味着它们的行为类似于引用。因此,在迭代过程中始终可以更改对象。

迭代期间允许修改的问题是当前所在元素被删除的情况。假设您使用指针来跟踪当前所在的数组元素。如果现在释放了此元素,则留下一个悬空的指针(通常会导致段错误)。

有多种解决此问题的方法。 PHP 5和PHP 7在这方面有很大的不同,我将在下面描述这两种行为。总结是,PHP 5的方法相当笨拙,并导致各种奇怪的极端情况问题,而PHP 7的方法更复杂,导致行为的可预测性和一致性更高。

最后,应该注意的是PHP使用引用计数和写时复制来管理内存。这意味着,如果您“复制”一个值,则实际上只是重用旧值并增加其引用计数(refcount)。仅当您执行某种修改后,才会完成真实副本(称为“复制”)。请参阅“ 您被骗了”,以获取有关此主题的更广泛的介绍。

PHP 5

内部数组指针和HashPointer

PHP 5中的数组具有一个专用的“内部数组指针”(IAP),该数组正确支持修改:每当删除元素时,都会检查IAP是否指向该元素。如果是这样,它将前进到下一个元素。

尽管foreach确实使用了IAP,但还有一个复杂之处:只有一个IAP,但是一个数组可以成为多个foreach循环的一部分:

// Using by-ref iteration here to make sure that it's really
// the same array in both loops and not a copy
foreach ($arr as &$v1) {
    foreach ($arr as &$v) {
        // ...
    }
}

为了仅使用一个内部数组指针来支持两个同时循环, foreach执行以下操作:在循环体执行之前, foreach将指向当前元素的指针及其哈希值HashPointer到每个HashPointer 。循环主体运行后,如果IAP仍然存在,则将其设置回该元素。但是,如果该元素已删除,我们将仅使用IAP当前所在的位置。这个方案主要是某种类型的作品,但是您可以摆脱很多奇怪的行为,下面将对其中的一些进行演示。

阵列复制

IAP是数组的一个可见功能(通过current的函数系列公开),因此对IAP计数的更改是写时复制语义下的修改。不幸的是,这意味着在许多情况下, foreach被迫复制正在迭代的数组。精确的条件是:

  1. 该数组不是引用(is_ref = 0)。如果是参考,则应该传播对其的更改,因此不应重复。
  2. 数组的引用计数> 1。如果refcount为1,则不共享该数组,我们可以自由地直接对其进行修改。

如果数组不重复(is_ref = 0,refcount = 1),则仅其refcount将递增(*)。此外,如果使用按引用的foreach ,则(可能重复的)数组将变为引用。

将此代码视为发生重复的示例:

function iterate($arr) {
    foreach ($arr as $v) {}
}

$outerArr = [0, 1, 2, 3, 4];
iterate($outerArr);

在这里,将复制$arr以防止$arr上的IAP更改泄漏到$outerArr 。根据上述条件,该数组不是引用(is_ref = 0),并且在两个地方使用(refcount = 2)。不幸的是,此要求是次佳实现的产物(这里不涉及迭代过程中的修改,因此我们实际上并不需要首先使用IAP)。

(*)此处增加refcount听起来无害,但违反了写时复制(COW)语义:这意味着我们将修改refcount = 2数组的IAP,而COW指示只能对refcount进行修改= 1个值。这种违反会导致用户可见的行为更改(而COW通常是透明的),因为可以观察到迭代阵列上的IAP更改-但仅在阵列上进行首次非IAP修改之前。取而代之的是,三个“有效”选项本来是:a)始终重复,b)不增加refcount ,因此允许在循环中随意修改迭代数组,或者c)根本不使用IAP( PHP 7解决方案)。

职位提升订单

为了正确理解下面的代码示例,您必须知道最后一个实现细节。遍历某些数据结构的“正常”方式在伪代码中看起来像这样:

reset(arr);
while (get_current_data(arr, &data) == SUCCESS) {
    code();
    move_forward(arr);
}

但是, foreach是一个非常特殊的雪花,它选择做的事情略有不同:

reset(arr);
while (get_current_data(arr, &data) == SUCCESS) {
    move_forward(arr);
    code();
}

即,在循环体运行之前 ,数组指针已经向前移动。这意味着,当循环体在元素$i上工作时,IAP已在元素$i+1 。这就是为什么在迭代期间显示修改的代码示例将始终unset 下一个元素而不是当前元素的原因。

示例:您的测试用例

上面描述的三个方面应该为您大致了解一下foreach实现的特质,我们可以继续讨论一些示例。

此时,您的测试用例的行为很容易解释:

  • 在测试用例1和2中, $array从refcount = 1开始,因此它不会被foreach复制:仅增加refcount 。当循环体随后修改数组时(此时refcount = 2),复制将在该点进行。 Foreach将继续处理$array的未修改副本。

  • 在测试用例3中,数组不再重复,因此foreach将修改$array变量的IAP。在迭代结束时,IAP为NULL(表示迭代已完成), each通过返回false指示。

  • 在测试用例4和5中, eachreset都是参考功能。 $array在传递给他们时具有refcount=2 ,因此必须重复。这样, foreach将再次在单独的数组上工作。

示例:foreach中current影响

显示各种复制行为的一个好方法是观察foreach循环中current()函数的行为。考虑以下示例:

foreach ($array as $val) {
    var_dump(current($array));
}
/* Output: 2 2 2 2 2 */

在这里,您应该知道current()是一个by-ref函数(实际上是:referr-ref),即使它不修改数组也是如此。必须与所有其他功能(如next ,它们都是by-ref。通过引用传递意味着必须将数组分开,因此$arrayforeach-array将不同。上面还提到了2而不是1的原因: foreach 运行用户代码之前 (而不是之后)推进数组指针。因此,即使代码位于第一个元素, foreach已将指针前进到第二个元素。

现在让我们尝试一个小的修改:

$ref = &$array;
foreach ($array as $val) {
    var_dump(current($array));
}
/* Output: 2 3 4 5 false */

这里有is_ref = 1的情况,因此不复制数组(就像上面一样)。但是,既然它是一个引用,则在传递给by-ref current()函数时,不再需要复制该数组。因此, current()foreach在同一数组上工作。但是,由于foreach前进指针的方式,您仍然看到偏离行为。

在进行by-ref迭代时,您会得到相同的行为:

foreach ($array as &$val) {
    var_dump(current($array));
}
/* Output: 2 3 4 5 false */

在这里重要的是,在通过引用进行迭代时,foreach将使$array成为is_ref = 1,因此基本上您具有与上述相同的情况。

另一个小的变化,这次我们将数组分配给另一个变量:

$foo = $array;
foreach ($array as $val) {
    var_dump(current($array));
}
/* Output: 1 1 1 1 1 */

在开始循环时,这里$array的引用计数为2,因此实际上一次必须做一次复制。因此, $array和foreach所使用的数组将从一开始就完全分开。这就是为什么要获得IAP在循环之前的位置的原因(在这种情况下,它位于第一个位置)。

示例:迭代期间的修改

尝试在迭代期间考虑修改是我们所有foreach问题产生的地方,因此可以考虑这种情况下的一些示例。

考虑在同一数组上的这些嵌套循环(其中使用by-ref迭代来确保它确实是相同的):

foreach ($array as &$v1) {
    foreach ($array as &$v2) {
        if ($v1 == 1 && $v2 == 1) {
            unset($array[1]);
        }
        echo "($v1, $v2)\n";
    }
}

// Output: (1, 1) (1, 3) (1, 4) (1, 5)

此处的预期部分是,由于元素1被删除,输出中缺少(1, 2) 。出乎意料的是,外循环在第一个元素之后停止。这是为什么?

其背后的原因是上述的嵌套循环hack:在循环主体运行之前,将当前IAP位置和哈希值备份到HashPointer 。在循环体之后,它将被恢复,但是仅当元素仍然存在时才恢复,否则将使用当前IAP位置(无论它可能是什么)。在上面的示例中,情况确实如此:外循环的当前元素已被删除,因此它将使用IAP,该IAP已被内循环标记为完成!

HashPointer备份+还原机制的另一个结果是,通过reset()等对IAP的更改通常不会影响foreach 。例如,执行以下代码,就好像根本不存在reset()一样:

$array = [1, 2, 3, 4, 5];
foreach ($array as &$value) {
    var_dump($value);
    reset($array);
}
// output: 1, 2, 3, 4, 5

原因是,尽管reset()临时修改了IAP,但它将在循环体之后恢复为当前的foreach元素。要强制reset()对循环起作用,您必须另外删除当前元素,以使备份/还原机制失败:

$array = [1, 2, 3, 4, 5];
$ref =& $array;
foreach ($array as $value) {
    var_dump($value);
    unset($array[1]);
    reset($array);
}
// output: 1, 1, 3, 4, 5

但是,那些例子仍然很理智。如果您还记得HashPointer还原使用指向该元素的指针及其哈希来确定其是否仍然存在,那么真正的乐趣就开始了。但是:哈希有冲突,并且指针可以重用!这意味着,通过谨慎选择数组键,我们可以让foreach相信已删除的元素仍然存在,因此它将直接跳转到该元素。一个例子:

$array = ['EzEz' => 1, 'EzFY' => 2, 'FYEz' => 3];
$ref =& $array;
foreach ($array as $value) {
    unset($array['EzFY']);
    $array['FYFY'] = 4;
    reset($array);
    var_dump($value);
}
// output: 1, 4

在这里,我们应该通常期望的输出1, 1, 3, 4 ,根据以往的规则。发生什么情况是'FYFY'具有与已删除元素'EzFY'相同的哈希,并且分配器恰巧重用了相同的内存位置来存储该元素。因此,foreach最终直接跳转到新插入的元素,从而缩短了循环。

在循环期间替换迭代的实体

我要提到的最后一个奇怪的情况是,PHP允许您在循环期间替换迭代的实体。因此,您可以在一个阵列上开始迭代,然后在中途将其替换为另一个阵列。或开始迭代数组,然后将其替换为对象:

$arr = [1, 2, 3, 4, 5];
$obj = (object) [6, 7, 8, 9, 10];

$ref =& $arr;
foreach ($ref as $val) {
    echo "$val\n";
    if ($val == 3) {
        $ref = $obj;
    }
}
/* Output: 1 2 3 6 7 8 9 10 */

如您所见,在这种情况下,一旦替换发生,PHP就会从头开始迭代另一个实体。

PHP 7

哈希表迭代器

如果您还记得,数组迭代的主要问题是如何处理中间迭代中的元素删除。为此,PHP 5使用了一个内部数组指针(IAP),这有些次优,因为必须扩展一个数组指针以支持多个同时的foreach循环以及reset()等的交互。

PHP 7使用另一种方法,即,它支持创建任意数量的外部安全哈希表迭代器。这些迭代器必须在数组中注册,从那时起,它们具有与IAP相同的语义:如果删除了数组元素,则指向该元素的所有哈希表迭代器都将前进到下一个元素。

这意味着foreach将不再使用IAP foreach循环绝对不会影响current()等的结果,并且它自己的行为永远不会受到reset()等函数的影响。

阵列复制

PHP 5和PHP 7之间的另一个重要变化涉及数组复制。现在,不再使用IAP,按值数组迭代将在所有情况下仅增加refcount (而不是复制数组)。如果在foreach循环中修改了数组,则将发生复制(根据写时复制),并且foreach将继续在旧数组上工作。

在大多数情况下,此更改是透明的,除了提高性能外没有其他影响。但是,在某些情况下它会导致不同的行为,即数组事先是引用的情况:

$array = [1, 2, 3, 4, 5];
$ref = &$array;
foreach ($array as $val) {
    var_dump($val);
    $array[2] = 0;
}
/* Old output: 1, 2, 0, 4, 5 */
/* New output: 1, 2, 3, 4, 5 */

以前,引用数组的按值迭代是特殊情况。在这种情况下,不会发生重复,因此循环期间对阵列的所有修改都将由循环反映出来。在PHP 7中,这种特殊情况不复存在:数组的按值迭代将始终对原始元素进行处理,而无需考虑循环中的任何修改。

当然,这不适用于按引用迭代。如果按引用进行迭代,则所有修改都将在循环中反映出来。有趣的是,对于普通对象的按值迭代也是如此:

$obj = new stdClass;
$obj->foo = 1;
$obj->bar = 2;
foreach ($obj as $val) {
    var_dump($val);
    $obj->bar = 42;
}
/* Old and new output: 1, 42 */

这反映了对象的按句柄语义(即,即使在按值上下文中,它们的行为也类似于引用)。

例子

让我们考虑一些示例,从测试用例开始:

  • 测试用例1和2保留相同的输出:按值数组迭代始终对原始元素起作用。 (在这种情况下,即使refcounting和复制行为在PHP 5和PHP 7之间也完全相同)。

  • 测试用例3进行了更改: Foreach不再使用IAP,因此each()不受循环的影响。前后会有相同的输出。

  • 测试用例4和5保持不变: each()reset()将在更改IAP之前复制阵列,而foreach仍使用原始阵列。 (即使阵列是共享的,IAP更改也不会很重要。)

第二组示例与在不同reference/refcounting配置下current()的行为有关。这不再有意义,因为current()完全不受循环影响,因此其返回值始终保持不变。

但是,在迭代过程中考虑修改时,我们会得到一些有趣的变化。我希望您会发现新的行为更聪明。第一个例子:

$array = [1, 2, 3, 4, 5];
foreach ($array as &$v1) {
    foreach ($array as &$v2) {
        if ($v1 == 1 && $v2 == 1) {
            unset($array[1]);
        }
        echo "($v1, $v2)\n";
    }
}

// Old output: (1, 1) (1, 3) (1, 4) (1, 5)
// New output: (1, 1) (1, 3) (1, 4) (1, 5)
//             (3, 1) (3, 3) (3, 4) (3, 5)
//             (4, 1) (4, 3) (4, 4) (4, 5)
//             (5, 1) (5, 3) (5, 4) (5, 5) 

如您所见,外循环在第一次迭代后不再中止。原因是两个循环现在都具有完全独立的哈希表迭代器,并且通过共享的IAP不再存在两个循环的交叉污染。

现在已解决的另一种奇怪的情况是,当删除和添加恰好具有相同哈希值的元素时,会得到奇怪的效果:

$array = ['EzEz' => 1, 'EzFY' => 2, 'FYEz' => 3];
foreach ($array as &$value) {
    unset($array['EzFY']);
    $array['FYFY'] = 4;
    var_dump($value);
}
// Old output: 1, 4
// New output: 1, 3, 4

以前,HashPointer还原机制直接跳转到新元素,因为它“看起来”与删除的元素相同(由于哈希和指针冲突)。由于我们不再依赖元素哈希进行任何操作,因此这不再是问题。

PHP 7的注意事项

要更新此答案,因为它已经很流行:从PHP 7开始,此答案不再适用。如“ 向后不兼容的更改 ”中所述,PHP 7中的foreach可以在数组副本上使用,因此数组本身的任何更改没有反映在foreach循环上。链接中有更多详细信息。

说明(引自php.net ):

第一种形式遍历array_expression给定的数组。在各个 迭代中,当前元素的值分配给$ value, 内部数组指针前进一个(因此在下一个 迭代,您将查看下一个元素)。

因此,在第一个示例中,数组中只有一个元素,并且当指针移动时,下一个元素不存在,因此在添加新元素后foreach结束是因为它已经“决定”了它作为最后一个元素。

在第二个示例中,您从两个元素开始,并且foreach循环不在最后一个元素处,因此它在下一次迭代时对数组进行求值,从而意识到数组中存在新元素。

我相信,这都是文档中说明的“ 每次迭代”部分的全部结果,这可能意味着foreach在调用{}的代码之前先进行所有逻辑。

测试用例

如果运行此命令:

<?
    $array = Array(
        'foo' => 1,
        'bar' => 2
    );
    foreach($array as $k=>&$v) {
        $array['baz']=3;
        echo $v." ";
    }
    print_r($array);
?>

您将获得以下输出:

1 2 3 Array
(
    [foo] => 1
    [bar] => 2
    [baz] => 3
)

这意味着它接受了修改并经历了修改,因为修改是“及时的”。但是,如果您这样做:

<?
    $array = Array(
        'foo' => 1,
        'bar' => 2
    );
    foreach($array as $k=>&$v) {
        if ($k=='bar') {
            $array['baz']=3;
        }
        echo $v." ";
    }
    print_r($array);
?>

你会得到:

1 2 Array
(
    [foo] => 1
    [bar] => 2
    [baz] => 3
)

这意味着该数组已被修改,但是由于我们在foreach已经位于数组的最后一个元素时对其进行了修改,因此它“决定”不再循环,即使我们添加了新元素,我们也将其添加为“太晚了”,它没有循环通过。

有关详细说明,请参见PHP'foreach'实际如何工作?这解释了此行为背后的内部原理。

根据PHP手册提供的文档。

在每次迭代中,当前元素的值分配给$ v,内部
数组指针前进一个(因此,在下一次迭代中,您将查看下一个元素)。

因此,按照您的第一个示例:

$array = ['foo'=>1];
foreach($array as $k=>&$v)
{
   $array['bar']=2;
   echo($v);
}

$array仅具有单个元素,因此按照foreach执行,将1分配给$v ,并且没有其他元素可移动指针

但是在第二个示例中:

$array = ['foo'=>1, 'bar'=>2];
foreach($array as $k=>&$v)
{
   $array['baz']=3;
   echo($v);
}

$array有两个元素,所以现在$ array计算零索引并将指针移一。对于循环的第一次迭代,添加了$array['baz']=3;作为参考。

很好的问题,因为许多开发人员,甚至是经验丰富的开发人员,都对PHP在foreach循环中处理数组的方式感到困惑。在标准的foreach循环中,PHP复制该循环中使用的数组。循环结束后立即丢弃该副本。这在简单的foreach循环操作中是透明的。 例如:

$set = array("apple", "banana", "coconut");
foreach ( $set AS $item ) {
    echo "{$item}\n";
}

输出:

apple
banana
coconut

因此创建了副本,但开发人员没有注意到,因为在循环内或循环结束后未引用原始数组。但是,当您尝试修改循环中的项目时,发现完成后它们没有被修改:

$set = array("apple", "banana", "coconut");
foreach ( $set AS $item ) {
    $item = strrev ($item);
}

print_r($set);

输出:

Array
(
    [0] => apple
    [1] => banana
    [2] => coconut
)

对原始文件的任何更改都不会发出通知,即使您已为$ item明确分配了一个值,实际上对原始文件也没有任何更改。这是因为您正在$ item上进行操作,因为它出现在正在处理的$ set副本中。您可以通过引用获取$ item来覆盖它,如下所示:

$set = array("apple", "banana", "coconut");
foreach ( $set AS &$item ) {
    $item = strrev($item);
}
print_r($set);

输出:

Array
(
    [0] => elppa
    [1] => ananab
    [2] => tunococ
)

因此,显而易见的是,当$ item通过引用操作时,对$ item所做的更改将对原始$ set的成员进行。通过引用使用$ item还可以防止PHP创建数组副本。为了测试这一点,首先我们将展示一个演示该副本的快速脚本:

$set = array("apple", "banana", "coconut");
foreach ( $set AS $item ) {
    $set[] = ucfirst($item);
}
print_r($set);

输出:

Array
(
    [0] => apple
    [1] => banana
    [2] => coconut
    [3] => Apple
    [4] => Banana
    [5] => Coconut
)

如示例中所示,PHP复制了$ set并将其用于循环,但是当在循环内使用$ set时,PHP将变量添加到了原始数组中,而不是复制的数组中。基本上,PHP仅将复制的数组用于执行循环和$ item的分配。因此,以上循环仅执行3次,并且每次将另一个值附加到原始$ set的末尾,使原始$ set保留6个元素,但从不进入无限循环。

但是,如果我们像我之前提到的那样使用$ item作为参考,该怎么办?一个字符添加到上述测试中:

$set = array("apple", "banana", "coconut");
foreach ( $set AS &$item ) {
    $set[] = ucfirst($item);
}
print_r($set);

导致无限循环。请注意,这实际上是一个无限循环,您必须自己杀死脚本或等待操作系统内存不足。我将以下行添加到脚本中,以便PHP很快就会耗尽内存,如果您要运行这些无限循环测试,建议您这样做:

ini_set("memory_limit","1M");

因此,在上一个带有无限循环的示例中,我们看到了编写PHP来创建要循环复制的数组的原因。当创建副本并仅由循环结构本身的结构使用副本时,数组在整个循环执行过程中保持静态,因此您永远不会遇到问题。

PHP foreach循环可与Indexed arraysAssociative arraysObject public variables

在foreach循环中,php要做的第一件事是它创建要迭代的数组副本。然后,PHP遍历此数组的新copy ,而不是原始copy 。在以下示例中对此进行了演示:

<?php
$numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]; # initial values for our array
echo '<pre>', print_r($numbers, true), '</pre>', '<hr />';
foreach($numbers as $index => $number){
    $numbers[$index] = $number + 1; # this is making changes to the origial array
    echo 'Inside of the array = ', $index, ': ', $number, '<br />'; # showing data from the copied array
}
echo '<hr />', '<pre>', print_r($numbers, true), '</pre>'; # shows the original values (also includes the newly added values).

除此之外,php确实允许使用iterated values as a reference to the original array value 。如下所示:

<?php
$numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9];
echo '<pre>', print_r($numbers, true), '</pre>';
foreach($numbers as $index => &$number){
    ++$number; # we are incrementing the original value
    echo 'Inside of the array = ', $index, ': ', $number, '<br />'; # this is showing the original value
}
echo '<hr />';
echo '<pre>', print_r($numbers, true), '</pre>'; # we are again showing the original value

注意:不允许将original array indexes用作references

资料来源: http : //dwellupper.io/post/47/understanding-php-foreach-loop-with-examples

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