謹慎使用PHP的引用原因分析

更新時間：2012年09月06日 16:13:46 作者：

引用類型(Reference)在許多計算機語言中都被使用，而且是作為一個非常強大而實用的特性存在。它有類似指針(Pointer)的實現(xiàn)，卻又有不同于指針的表現(xiàn)。例如C++的引用，可以讓不同變量指向同一個對象，同時又保有直接使用dot來獲取對象成員，不用繁瑣的使用dereference運算符(*)和Pointer to Member運算符(->)。Java和C#中就直接以引用為主要類型，盡量讓開發(fā)人員避免使用指針。

PHP中也引入了引用類型，在對對象賦值傳遞上，基本可視為是同于Java/C#的引用傳遞（具體請見Objects and references）。但同時又支持在基礎(chǔ)類型上通過引用運算符(&)來獲得內(nèi)容的引用。不過在實際的使用中，PHP的引用類型因為整個PHP設(shè)計結(jié)構(gòu)而存在著許多的問題，使得在程序出現(xiàn)非預計的結(jié)果。

引用變量可被賦予新的引用

在C++中，引用類型的變量只能在其定義時被賦予引用值，所以我們只要追蹤到變量的定義處就可以知道變量是在操作哪個內(nèi)容。

但是PHP不同，PHP里模糊了變量的定義，可以不定義就使用的變量。所以可以讓變量被多次賦予引用值。

復制代碼代碼如下:

 
$x = 21; 
$y = 7; 

$z = &$x; 
$z = &$y; 

var_dump($x,$y,$z); 

初次看起來，讓人的感覺是$z變成了對$x的引用，然后讓$z的內(nèi)容變成了對$y的引用，也就是說$x和$z都成對$y的引用。但是實際輸出結(jié)果是：

復制代碼代碼如下:

 
int(21) 
int(7) 
int(7) 

從結(jié)果上看出，$x保持不變，只是$z被改變成了對$y的引用。相當于先unset了$z變量然后賦予了新值。

復制代碼代碼如下:

 
$z = &$x; 
unset($z); 
$z = &$y; 

這其實是比較合理邏輯，就比如下邊的代碼，我們并不是得到類似于“指向指針的指針(Pointer point to a Pointer)”那樣的“引用引用的引用(Reference refer to a Referenece)”，只是多個引用到同一塊內(nèi)容的引用變量。

復制代碼代碼如下:

 
$x = 21; 
$y = &$x; 
$z = &$y 

引用數(shù)組元素會讓該元素變成引用類型

對于變量上取引用，并不會造成原變量類型的改變，但是如果取的是數(shù)組中的元素，卻會讓該元素也變成引用類型。

在看問題代碼前，首先要指出的是：
Array assignment always involves value copying. Use the reference operator to copy an array by reference.

也就是說PHP的數(shù)組賦值是copy而非引用，賦值過程會創(chuàng)建新的數(shù)組賦予被賦值的變量。在新變量上的數(shù)組操作并不會影響到原數(shù)組變量中的內(nèi)容。

復制代碼代碼如下:

 
$a = array(21, 7); 
$b = $a; 
$b[0] = 7; 
var_dump($a); 
echo '<br/>'; 
var_dump($b); 

//Output: 
//array(2) { [0]=> int(21) [1]=> int(7) } 
//array(2) { [0]=> int(7) [1]=> int(7) } 

下邊我們再來看看如果引用數(shù)組中的元素，會有什么異常。

復制代碼代碼如下:

 
$a = array(21, 7); 
$c = & $a[0]; 
$b = $a; 
$b[0]= "21"; 
$b[1]= "7"; 

var_dump($a); 
echo '<br/>'; 
var_dump($b); 
echo '<br/>'; 
var_dump($c); 
echo '<br/>'; 

// Output: 
// array(2) { [0]=> &string(2) "21" [1]=> int(7) } 
// array(2) { [0]=> &string(2) "21" [1]=> string(1) "7" } 
// string(2) "21" 

代碼中$b跟之前的只是簡單的賦值，只是在之前多了一部取第一個元素的引用，但理應(yīng)還是拷貝了一個新的數(shù)組?？墒墙Y(jié)果卻是對$b的修改，同時也改變了$a的第一個元素，而第二個元素沒有影響。

從輸出中我們還看到了一個不尋常的地方，就是數(shù)組第一個元素的類型多一個‘&'符號。而這個正是取引用運算符。也就是說數(shù)組的第一個元素已經(jīng)變成了引用類型。所以賦值時也是引用拷貝，而非值拷貝。

這個問題十分奇怪，在開發(fā)中也造成了許多不必要的困擾，原本以為拷貝出來的數(shù)組并沒有跟原數(shù)組有關(guān)聯(lián)，但是就因為這意外出現(xiàn)的引用類型，讓我在操作時也影響到了原數(shù)組。

我也不清楚這算是PHP中的bug，還是有意如此設(shè)計。在網(wǎng)上找了很久也沒有對該方便的相關(guān)解釋，只有Float Middle的《PHP: References To Array Elements Are Risky》和 Symmetric Designs的《Problems w/accessing a PHP array by reference》里有談到這個，但是也沒有講原因。

之后又在PHP的Bug Report中看到幾篇有聯(lián)系的報告（Bug6417, Bug7412, Bug15025, Bug20993）。有些說這是個Bug，而且已經(jīng)在后邊的版本被修復。具體我也沒有明白，只能避免在數(shù)組上使用引用。

更有趣的事情是，如果unset那些引用，只留下一個，那么數(shù)組元素又會變成不含有引用的正常類型。

復制代碼代碼如下:

 
unset($b); 
unset($c); 
var_dump($a); 

// Output: 
//array(2) { [0]=> string(2) "21" [1]=> int(7) } 

避免使用PHP的引用

這個其實這是PHP Array Manual里面提到的要注意的地方，最常發(fā)生在foreach的之中，希望通過引用來改變遠數(shù)組的值（可參見該篇文章）。

其實想通過使用foreach配合引用來改變數(shù)組元素的值，主要是因為PHP的數(shù)組是Associative Array，這種數(shù)組“不定長度，索引可以不連續(xù)，可同時用字符串和整數(shù)當索引”，所以我們無法用for循環(huán)簡單增加整數(shù)索引。

當然我們可以像下邊的代碼那樣通過$key直接對數(shù)組元素改變值，但是這可能存在一定的效率問題。

復制代碼代碼如下:

 
foreach ($array_var as $key => $value) 
$array_var [$key] = $newValue; 

另一個常用的引用的地方是在函數(shù)調(diào)用中使用引用傳遞參數(shù)。其主要原因是希望通過這種方法讓函數(shù)實現(xiàn)返回多個返回值。比如我們希望用一個表示指示函數(shù)是否在執(zhí)行中出現(xiàn)error而導致返回值是無效的。

但是因為PHP的函數(shù)是可以返回不同的類型的，所以并不需要傳入引用參數(shù)來作為表示。即使真的需要多個返回值，也可以通過返回“以字符串為主鍵的數(shù)組”作為解決方案，只不過可能需要在文檔中指出每個元素都是對應(yīng)那個結(jié)果。

有一個比較好操作方式，應(yīng)該是每當引用變量不再需要使用時，就即時對該變量使用unset讓它切換與內(nèi)容之間的聯(lián)系。而且即使該變量不是引用類型，我們確認它不再被使用，對它調(diào)用unset也不會有什么問題。至少保證在之后對該變量重新賦值時，并不會影響到之前的結(jié)果。