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PHP 中几种合并数组的方法的性能以及内存消耗的比较

  在 PHP 中实现数组的合并,常用的方法有两种:

  • 直接使用 array_merge ,这种方法虽然做到了代码的简洁,但却大大增加了内存的开销,同时拖慢了 PHP 的性能。
  • 对数组进行遍历,将数组中的值逐个追加到结果数组中,相较直接使用 array_merge ,这种方法虽然增加了代码量,却降低了 PHP 的内存开销,同时提升了性能。

⒈ 代码实现

/**
    用 PHP 实现将一个二维数组合并为一个一维数组
*/
// 数组的长度
$len = $argv[1];

$start = 0;
$arr = [];
// 数组初始化
while ($start < $len) {
    $arr[$start] = range(1, $len);
    $start ++;
}
// 采用 array_merge 的方式合并数组
function merge1 (array $input)
{
    $results = [];

    foreach ($input as $item) {
        $results = array_merge($results, $item);
    }

    return $results;
}
// 采用 array_push 的方式合并数组
function merge2 (array $input) 
{
    $results = [];

    foreach ($input as $item) {
        foreach ($item as $v) {
            array_push($results, $v);
        }
    }

    return $results;
}
// 采用元素追加的方式合并数组
function merge3(array $input)
{
    $results = [];

    foreach ($input as $item) {
        foreach ($item as $v) {
            $results [] = $v;
        }
    }

    return $results;
}

echo microtime(), PHP_EOL;
$res = merge3($arr);
echo microtime(), PHP_EOL;

echo memory_get_usage(), PHP_EOL;
echo memory_get_peak_usage(), PHP_EOL;
复制代码

⒉ 运行结果比较

数组长度 array_merge array_push 元素追加
内存消耗(B) 运行时间(㎲) 内存消耗(B) 运行时间(㎲) 内存消耗(B) 运行时间(㎲)
5 432,440 20 433,200 25 433,200 19
50 764,704 322 629,736 141 629,736 102
500 27,434,944 897,422 19,042,416 11,294 19,042,416 8,182
5,000 3,479,599,136 904,476,129 2,405,853,392 1,266,203 2,405,853,392 1,022,328

⒊ 原因分析

  1. 使用 array_merge ,每调用一次,都需要为 array_merge 的结果数组分配新的内存空间(PHP 采用的是写时复制的机制,而 array_merge 不会对参数进行写操作,所以每次调用时并不需要为入参重新分配内存)。随着数组长度的增加,调用 array_merge 的次数也会增加,重新分配内存的次数也会增加,同时结果数组的长度不断增加,每次所需要分配的内存空间也会随着增加,这就需要消耗大量的内存。同时,频繁的分配/销毁内存,导致 PHP 的性能下降。

  2. 使用 array_push ,只需要对结果数组分配一次内存,之后会一直往结果数组中追加元素。PHP 数组的底层实现方式为 hashtable,并且在初始化时会为 hashtable 分配 8 个长度的 bucket,每个 bucket 存储一个数组元素。当现有的 bucket 用完之后,如果还要继续往数组中追加元素,那么 PHP 会将现有的 bucket 数量翻倍,所以,使用 array_push 往结果数组中追加元素时,并不是每次操作都需要分配新的 bucket,这样就减少了分配内存的次数,同时加快了程序运行时间,提升了 PHP 性能。

  3. 使用元素追加的方式,原理与 array_push 类似,唯一的区别在于使用 array_push 会有函数调用,而元素追加的方式不需要函数调用,这样程序运行会更轻量。

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