Как на самом деле работает PHP 'foreach'?

Question

Позвольте мне префикс этого, сказав, что я знаю, что foreach есть, делает и как его использовать. Этот вопрос касается того, как он работает под капотом, и я не хочу никаких ответов в духе "вот как вы зацикливаете массив с помощью foreach".

---

Долгое время я предполагал, что foreach работал с самим массивом. Затем я нашел много ссылок на тот факт, что он работает с копией массива, и с тех пор я предположил, что это конец истории. Но я недавно вступил в дискуссию по этому вопросу, и после небольшого эксперимента обнаружил, что на самом деле это не на 100% верно.

Позвольте мне показать, что я имею в виду. Для следующих тестовых случаев мы будем работать со следующим массивом:

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

Тестовый пример 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 */

Это ясно показывает, что мы не работаем напрямую с исходным массивом - в противном случае цикл будет продолжаться вечно, поскольку мы постоянно помещаем элементы в массив во время цикла. Но просто чтобы убедиться, что это так:

Контрольный пример 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 */

Это подтверждает наш первоначальный вывод: мы работаем с копией исходного массива во время цикла, в противном случае мы увидим измененные значения во время цикла. Но...

Если мы посмотрим в руководстве, мы найдем это утверждение:

Когда foreach впервые начинает выполняться, внутренний указатель массива автоматически сбрасывается на первый элемент массива.

Правильно... это говорит о том, что foreach опирается на указатель массива исходного массива. Но мы только что доказали, что не работаем с исходным массивом, верно? Ну, не совсем.

Тестовый пример 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)
*/

Таким образом, несмотря на то, что мы не работаем напрямую с исходным массивом, мы работаем напрямую с указателем на исходный массив - тот факт, что указатель находится в конце массива в конце цикла, показывает это. За исключением того, что это не может быть правдой - если бы это было так, то тестовый пример 1 зациклился бы навсегда.

В руководстве по PHP также говорится:

Поскольку foreach полагается на внутренний указатель массива, изменение его в цикле может привести к неожиданному поведению.

Что ж, давайте выясним, что это за "неожиданное поведение" (технически любое поведение является неожиданным, поскольку я больше не знаю, чего ожидать).

Контрольный пример 4:

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

/* Output: 1 2 3 4 5 */

Тестовый пример 5:

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

/* Output: 1 2 3 4 5 */

... ничего такого неожиданного там, на самом деле, кажется, что оно поддерживает теорию "копии источника".

---

Вопрос

Что здесь происходит? Мой C-fu не достаточно хорош для того, чтобы я мог извлечь правильное заключение, просто взглянув на исходный код PHP, я был бы признателен, если бы кто-то смог перевести его на английский для меня.

Мне кажется, что foreach работает с копией массива, но устанавливает указатель массива исходного массива в конец массива после цикла.

• Это правильно и вся история?
• Если нет, что он на самом деле делает?
• Есть ли ситуации, когда используются функции, которые корректируют указатель массива (each(), reset() и др.) во время foreach может повлиять на результат цикла?

Answer 1

foreach поддерживает итерацию по трем различным типам значений:

• Массивы
• Нормальные объекты
• Traversable объекты

Далее я попытаюсь объяснить, как итерация работает в разных случаях. Безусловно, самый простой случай Traversable объекты, как для этих foreach по сути только синтаксический сахар для кода по этим направлениям:

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();
    /* ... */
}

Для внутренних классов фактические вызовы методов избегаются с помощью внутреннего API, который по существу просто отражает Iterator интерфейс на уровне C.

Итерация массивов и простых объектов значительно сложнее. Прежде всего, следует отметить, что в PHP "массивы" - это действительно упорядоченные словари, и они будут проходить в соответствии с этим порядком (который соответствует порядку вставки, если вы не использовали что-то вроде sort). Это противоречит итерации по естественному порядку ключей (как часто работают списки на других языках) или вообще не имеет определенного порядка (как часто работают словари на других языках).

То же самое относится и к объектам, поскольку свойства объекта можно рассматривать как другой (упорядоченный) словарь, сопоставляющий имена свойств с их значениями, а также некоторую обработку видимости. В большинстве случаев свойства объекта не сохраняются таким неэффективным способом. Однако, если вы начнете перебирать объект, обычно используемое упакованное представление будет преобразовано в реальный словарь. В этот момент итерация простых объектов становится очень похожа на итерацию массивов (именно поэтому я не обсуждаю здесь итерацию простых объектов).

Все идет нормально. Перебор словаря не может быть слишком сложным, верно? Проблемы начинаются, когда вы понимаете, что массив / объект может меняться во время итерации. Это может происходить несколькими способами:

• Если вы выполняете итерацию по ссылке, используя foreach ($arr as &$v) затем $arr превращается в ссылку, и вы можете изменить его во время итерации.
• В PHP 5 применяется то же самое, даже если вы выполняете итерацию по значению, но массив был ссылкой заранее: $ref =& $arr; foreach ($ref as $v)
• Объекты имеют передаваемую семантику обхода, что для большинства практических целей означает, что они ведут себя как ссылки. Таким образом, объекты всегда могут быть изменены во время итерации.

Проблема с разрешением модификаций во время итерации - это тот случай, когда элемент, на котором вы сейчас находитесь, удален. Допустим, вы используете указатель, чтобы отслеживать, какой элемент массива вы используете в данный момент. Если этот элемент теперь освобожден, у вас остается висячий указатель (обычно приводящий к segfault).

Существуют разные способы решения этой проблемы. PHP 5 и PHP 7 значительно различаются в этом отношении, и я опишу оба поведения в следующем. Подводя итог, можно сказать, что подход PHP 5 был довольно глупым и приводил к всевозможным странным проблемам с крайними случаями, в то время как более сложный подход PHP 7 приводит к более предсказуемому и последовательному поведению.

В качестве последнего предварительного замечания следует отметить, что PHP использует подсчет ссылок и копирование при записи для управления памятью. Это означает, что если вы "копируете" значение, вы фактически просто используете старое значение и увеличиваете его счетчик ссылок (refcount). Только после того, как вы выполните какую-либо модификацию, будет сделана настоящая копия (дублирование). См. Вам лгут для более обширного введения по этой теме.

PHP 5

Внутренний указатель массива и HashPointer

Массивы в PHP 5 имеют один выделенный "внутренний указатель массива" (IAP), который должным образом поддерживает изменения: всякий раз, когда элемент удаляется, будет проверяться, указывает ли IAP на этот элемент. Если это так, вместо этого он продвигается к следующему элементу.

Хотя foreach действительно использует IAP, есть еще одно осложнение: существует только один IAP, но один массив может быть частью нескольких циклов foreach:

// 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) {
        // ...
    }
}

Для поддержки двух одновременных циклов только с одним указателем внутреннего массива, foreach выполняет следующие функции: Перед выполнением тела цикла, foreach создает резервную копию указателя на текущий элемент и его хэш в perach. HashPointer, После запуска тела цикла IAP будет возвращен к этому элементу, если он все еще существует. Однако, если элемент был удален, мы просто будем использовать там, где сейчас находится IAP. Эта схема в основном своего рода работает, но есть много странного поведения, которое вы можете извлечь из нее, некоторые из которых я продемонстрирую ниже.

Дублирование массива

IAP является видимой особенностью массива (экспонируется через current семейство функций), так как такие изменения в IAP считаются модификациями в семантике копирования при записи. К сожалению, это означает, что foreach во многих случаях вынужден дублировать массив, который он повторяет. Точные условия:

1. Массив не является ссылкой (is_ref=0). Если это ссылка, то изменения в ней должны распространяться, поэтому ее не следует дублировать.
2. Массив имеет refcount>1. Если refcount равен 1, то массив не является общим, и мы можем изменить его напрямую.

Если массив не дублируется (is_ref=0, refcount=1), то будет увеличен только его refcount (*). Кроме того, если используется foreach по ссылке, массив (потенциально дублированный) будет превращен в ссылку.

Рассмотрим этот код в качестве примера, где происходит дублирование:

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

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

Вот, $arr будет дублироваться, чтобы предотвратить изменения IAP на $arr от утечки до $outerArr, С точки зрения условий выше, массив не является ссылкой (is_ref = 0) и используется в двух местах (refcount=2). Это требование является неудачным и является артефактом неоптимальной реализации (здесь нет проблем с модификацией во время итерации, поэтому нам не нужно в первую очередь использовать IAP).

(*) Увеличение здесь refcount звучит безобидно, но нарушает семантику копирования при записи (COW): это означает, что мы собираемся изменить IAP массива refcount = 2, в то время как COW диктует, что изменения могут выполняться только на refcount = 1 значения. Это нарушение приводит к изменению поведения, видимому пользователю (в то время как COW обычно прозрачна), потому что изменение IAP в итерированном массиве будет наблюдаться - но только до первой не-IAP модификации в массиве. Вместо этого тремя "действительными" вариантами было бы: а) всегда дублировать, б) не увеличивать счетчик и, таким образом, позволить произвольному изменению повторяющегося массива в цикле, или в) вообще не использовать IAP (Решение PHP 7).

Порядок продвижения позиции

Есть одна последняя деталь реализации, о которой вы должны знать, чтобы правильно понять примеры кода ниже. "Нормальный" способ прохождения некоторой структуры данных будет выглядеть примерно так в псевдокоде:

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

тем не мение foreach Будучи довольно особенной снежинкой, решает сделать что-то немного по-другому:

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

А именно, указатель массива уже перемещен вперед до запуска тела цикла. Это означает, что пока тело цикла работает над элементом $i ИАП уже у элемента $i+1, По этой причине примеры кода, показывающие изменение во время итерации, всегда будут сбрасывать следующий элемент, а не текущий.

Примеры: ваши тесты

Три описанных выше аспекта должны дать вам в основном полное представление об особенностях реализации foreach, и мы можем перейти к обсуждению некоторых примеров.

Поведение ваших тестовых примеров просто объяснить в этой точке:

• В тестовых примерах 1 и 2 $array начинается с refcount = 1, поэтому он не будет дублироваться foreach: увеличивается только refcount. Когда тело цикла впоследствии модифицирует массив (который имеет refcount = 2 в этой точке), дублирование произойдет в этой точке. Foreach продолжит работу над неизмененной копией $array,

• В тестовом примере 3 массив снова не дублируется, поэтому foreach будет модифицировать IAP $array переменная. В конце итерации IAP равен NULL (что означает, что итерация выполнена), что each указывает на возвращение false,

• В тестовых примерах 4 и 5 оба each а также reset являются ссылочными функциями. $array имеет refcount=2 когда оно передается им, значит, оно должно быть продублировано. В качестве таких foreach снова будет работать с отдельным массивом.

Примеры: Эффекты current в foreach

Хороший способ показать различные варианты дублирования - это наблюдать за поведением current() функция внутри цикла foreach. Рассмотрим этот пример:

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

Здесь вы должны знать, что current() является функцией by-ref (на самом деле:fer-ref), даже если она не изменяет массив. Это должно быть для того, чтобы хорошо играть со всеми другими функциями, такими как next которые все по-реф. Передача по ссылке подразумевает, что массив должен быть отделен и, таким образом, $array и массив foreach будет другим. Причина, по которой вы получаете 2 вместо 1 также упоминается выше: foreach продвигает указатель массива до запуска пользовательского кода, а не после. Так что, хотя код находится в первом элементе, foreach уже продвинул указатель на второй элемент.

Теперь давайте попробуем небольшую модификацию:

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

Здесь у нас есть случай is_ref = 1, поэтому массив не копируется (как выше). Но теперь, когда это ссылка, массив больше не должен дублироваться при передаче в by-ref current() функция. таким образом current() и foreach работает над одним и тем же массивом. Тем не менее, вы по-прежнему видите поведение "один за другим" из-за того, как foreach продвигает указатель.

Вы получаете то же поведение при выполнении итерации по-реф:

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

Здесь важной частью является то, что foreach сделает $array is_ref = 1, когда он повторяется по ссылке, так что в основном у вас та же ситуация, что и выше.

Еще один небольшой вариант, на этот раз мы назначим массив другой переменной:

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

Здесь пересчет из $array равно 2, когда цикл запущен, так что на этот раз мы должны сделать дублирование заранее. таким образом $array и массив, используемый foreach, будет полностью отделен от начала. Вот почему вы получаете положение IAP, где бы оно ни было до цикла (в данном случае это было в первой позиции).

Примеры: модификация во время итерации

Попытка учесть изменения во время итерации - вот откуда возникли все наши проблемы foreach, поэтому стоит рассмотреть некоторые примеры для этого случая.

Рассмотрим эти вложенные циклы в одном и том же массиве (где используется итерация by-ref, чтобы убедиться, что она действительно одна и та же):

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)

Ожидаемая часть здесь заключается в том, что (1, 2) отсутствует на выходе, потому что элемент 1 был удален. Что, вероятно, неожиданно, так это то, что внешний цикл останавливается после первого элемента. Это почему?

Причиной этого является хак с вложенным циклом, описанный выше: перед запуском тела цикла текущее положение IAP и хеш-код копируются в HashPointer, После тела цикла оно будет восстановлено, но только если элемент все еще существует, в противном случае вместо него используется текущая позиция IAP (какой бы она ни была). В приведенном выше примере это именно тот случай: текущий элемент внешнего цикла был удален, поэтому он будет использовать IAP, который уже помечен как завершенный внутренним циклом!

Еще одно последствие HashPointer механизм резервного копирования + восстановления заключается в том, что изменения в IAP хотя reset() и т.д. обычно не влияют на foreach. Например, следующий код выполняется так, как если бы reset() вообще не было:

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

Причина в том, что пока reset() временно изменяет IAP, он будет восстановлен в текущем элементе foreach после тела цикла. Чтобы заставить reset() чтобы повлиять на цикл, вам необходимо дополнительно удалить текущий элемент, чтобы сбой механизма резервного копирования / восстановления:

$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

Но эти примеры все еще нормальны. Настоящее веселье начинается, если вы помните, что HashPointer restore использует указатель на элемент и его хэш, чтобы определить, существует ли он до сих пор. Но: у хэшей есть коллизии, и указатели можно использовать повторно! Это означает, что при тщательном выборе ключей массива мы можем сделать foreach Поверьте, что удаленный элемент все еще существует, поэтому он сразу перейдет к нему. Пример:

$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

Здесь мы должны нормально ожидать выхода 1, 1, 3, 4 в соответствии с предыдущими правилами. Как это происходит? 'FYFY' имеет тот же хеш, что и удаленный элемент 'EzFY' и распределитель случается, чтобы повторно использовать ту же самую область памяти, чтобы сохранить элемент. Таким образом, foreach заканчивает тем, что непосредственно переходит к вновь вставленному элементу, таким образом сокращая цикл.

Подстановка повторяющегося объекта во время цикла

Еще один странный случай, о котором я хотел бы упомянуть, это то, что PHP позволяет заменять повторяющуюся сущность во время цикла. Таким образом, вы можете начать перебирать один массив, а затем заменить его другим массивом на полпути. Или начните итерацию с массива, а затем замените его объектом:

$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 */

Как вы можете видеть, в этом случае PHP просто начнет перебирать другую сущность с самого начала, как только произойдет замена.

PHP 7

Hashtable итераторы

Если вы все еще помните, основная проблема с итерацией массива заключалась в том, как обрабатывать удаление элементов в середине итерации. В PHP 5 для этой цели использовался один внутренний указатель массива (IAP), что было несколько неоптимальным, поскольку один указатель массива нужно было растянуть для поддержки нескольких одновременных циклов foreach и взаимодействия с ними. reset() и тому подобное.

В PHP 7 используется другой подход, а именно, он поддерживает создание произвольного количества внешних безопасных хеш-таблиц итераторов. Эти итераторы должны быть зарегистрированы в массиве, с этого момента они имеют ту же семантику, что и IAP: если элемент массива удален, все итераторы хеш-таблицы, указывающие на этот элемент, будут перенесены на следующий элемент.

Это означает, что foreach больше не будет использовать IAP вообще. Цикл foreach не окажет абсолютно никакого влияния на результаты current() и т.д., и на его собственное поведение никогда не будут влиять такие функции, как reset() и т.п.

Дублирование массива

Другое важное изменение между PHP 5 и PHP 7 связано с дублированием массива. Теперь, когда IAP больше не используется, итерация массива по значению будет делать только приращение подсчета (вместо дублирования массива) во всех случаях. Если массив модифицируется во время цикла foreach, в этот момент произойдет дублирование (в соответствии с копированием при записи), и foreach продолжит работать со старым массивом.

В большинстве случаев это изменение прозрачно и не имеет никакого другого эффекта, кроме лучшей производительности. Однако есть один случай, когда это приводит к другому поведению, а именно случай, когда массив был ссылкой заранее:

$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 */

Ранее по значению итерации ссылочных массивов были частными случаями. В этом случае дублирование не произошло, поэтому все модификации массива во время итерации будут отражены циклом. В PHP 7 этот особый случай исчез: итерация массива по значениям всегда будет продолжать работать с исходными элементами, не обращая внимания на любые изменения во время цикла.

Это, конечно, не относится к итерации по ссылкам. Если вы выполняете итерацию по ссылке, все изменения будут отражены в цикле. Интересно, что то же самое верно для итерации по значению простых объектов:

$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 */

Это отражает семантику отдельных объектов (т. Е. Они ведут себя как ссылки даже в контексте значений).

Примеры

Давайте рассмотрим несколько примеров, начиная с ваших тестовых случаев:

• Контрольные примеры 1 и 2 сохраняют один и тот же вывод: итерация массива по значению всегда продолжает работать с исходными элементами. (В этом случае даже пересчет и дублирование поведения абсолютно одинаковы для PHP 5 и PHP 7).

• Изменения в тестовом примере 3: Foreach больше не использует IAP, поэтому each() не зависит от цикла. Он будет иметь одинаковый вывод до и после.

• Контрольные примеры 4 и 5 остаются прежними: each() а также reset() перед изменением IAP продублирует массив, в то время как foreach все еще использует исходный массив. (Не то, чтобы изменение IAP имело значение, даже если массив был общим.)

Второй набор примеров был связан с поведением current() под различными ссылочными / пересчетными конфигурациями. Это больше не имеет смысла, так как current() это не влияет на цикл, поэтому его возвращаемое значение всегда остается неизменным.

Тем не менее, мы получаем некоторые интересные изменения при рассмотрении изменений во время итерации. Я надеюсь, что вы найдете новое поведение разумнее. Первый пример:

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

Как видите, внешний цикл больше не прерывается после первой итерации. Причина в том, что оба цикла теперь имеют совершенно отдельные итераторы хеш-таблицы, и больше не происходит перекрестного загрязнения обоих циклов через общий IAP.

Еще один странный крайний случай, который сейчас исправлен, это странный эффект, который вы получаете, когда удаляете и добавляете элементы, которые имеют одинаковый хэш:

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

Ранее механизм восстановления HashPointer перешел прямо к новому элементу, потому что он "выглядел" так, как будто он был удален (из-за столкновения хеша и указателя). Поскольку мы больше ни на что не полагаемся на хэш элемента, это больше не проблема.

Answer 2

В примере 3 вы не модифицируете массив. Во всех других примерах вы изменяете либо содержимое, либо внутренний указатель массива. Это важно, когда речь идет о массивах PHP из-за семантики оператора присваивания.

Оператор присваивания массивов в PHP работает больше как ленивый клон. Присвоение одной переменной другой, содержащей массив, клонирует массив, в отличие от большинства языков. Тем не менее, фактическое клонирование не будет сделано, если это не нужно. Это означает, что клонирование будет происходить только при изменении любой из переменных (копирование при записи).

Вот пример:

$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.

Возвращаясь к вашим тестовым кейсам, вы можете легко представить, что foreach создает какой-то итератор со ссылкой на массив. Эта ссылка работает точно так же, как переменная $b в моем примере. Тем не менее, итератор вместе со ссылкой живут только во время цикла, а затем они оба сбрасываются. Теперь вы можете видеть, что во всех случаях, кроме 3, массив изменяется во время цикла, пока эта дополнительная ссылка активна. Это вызывает клон, и это объясняет, что здесь происходит!

Вот отличная статья о другом побочном эффекте такого поведения копирования при записи: Тернарный оператор PHP: быстро или нет?

Answer 3

Некоторые моменты, на которые следует обратить внимание при работе с foreach():

а) foreach работает над предполагаемой копией исходного массива. Это означает, что foreach() будет иметь общее хранилище данных до или prospected copy не создается foreach Заметки / Комментарии пользователей.

б) Что вызывает предполагаемую копию? Предполагаемая копия создается на основе политики copy-on-writeто есть всякий раз, когда массив, переданный в foreach(), изменяется, создается клон исходного массива.

c) Исходный массив и итератор foreach() будут иметь DISTINCT SENTINEL VARIABLESодин для исходного массива, другой для foreach; см. код теста ниже. SPL, итераторы и итераторы массивов.

Вопрос переполнения стека Как убедиться, что значение сбрасывается в цикле 'foreach' в PHP? рассматриваются случаи (3,4,5) вашего вопроса.

В следующем примере показано, что каждый () и сброс () не влияет SENTINEL переменные(for example, the current index variable) итератора foreach().

$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/>";

Выход:

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

Answer 4

ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ PHP 7

Чтобы обновить этот ответ, поскольку он приобрел некоторую популярность: этот ответ больше не применяется в PHP 7. Как объясняется в разделе " Обратные несовместимые изменения", в PHP 7 foreach работает с копией массива, поэтому любые изменения в самом массиве не отражаются на цикле foreach. Подробнее по ссылке.

Пояснение (цитата из php.net):

Первая форма зацикливается на массиве, заданном array_expression. На каждой итерации значение текущего элемента присваивается $value, а внутренний указатель массива увеличивается на единицу (поэтому на следующей итерации вы будете смотреть на следующий элемент).

Итак, в вашем первом примере у вас есть только один элемент в массиве, и когда указатель перемещается, следующий элемент не существует, поэтому после добавления нового элемента foreach заканчивается, потому что он уже "решил", что он является последним элементом.

Во втором примере вы начинаете с двух элементов, и цикл foreach находится не на последнем элементе, поэтому он оценивает массив на следующей итерации и, таким образом, понимает, что в массиве есть новый элемент.

Я полагаю, что это все является следствием На каждой итерации часть объяснения в документации, что, вероятно, означает, что foreach делает всю логику, прежде чем он вызывает код в {},

Прецедент

Если вы запустите это:

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

Вы получите этот вывод:

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

Это означает, что он принял модификацию и прошел через нее, потому что она была изменена "вовремя". Но если вы сделаете это:

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

Ты получишь:

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

Это означает, что массив был изменен, но так как мы изменили его, когда foreach уже был на последнем элементе массива, он "решил" больше не зацикливаться, и хотя мы добавили новый элемент, мы добавили его "слишком поздно", и он не был закольцован.

Подробное объяснение можно прочитать в разделе Как работает PHP 'foreach'? который объясняет внутренности этого поведения.

Answer 5

Согласно документации, представленной в руководстве по PHP.

На каждой итерации значение текущего элемента присваивается $v, а внутренний
указатель массива увеличивается на единицу (поэтому на следующей итерации вы будете смотреть на следующий элемент).

Итак, согласно вашему первому примеру:

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

$array иметь только один элемент, так что при выполнении foreach 1 присваивается $v и у него нет другого элемента для перемещения указателя

Но в вашем втором примере:

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

$array есть два элемента, так что теперь $array оценивает нулевые индексы и перемещает указатель на единицу. Для первой итерации цикла добавлено $array['baz']=3; как передать по ссылке.

Answer 6

Большой вопрос, потому что многие разработчики, даже опытные, смущены тем, как PHP обрабатывает массивы в циклах foreach. В стандартном цикле foreach PHP создает копию массива, который используется в цикле. Копия сбрасывается сразу после завершения цикла. Это прозрачно в работе простого цикла foreach. Например:

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

Это выводит:

apple
banana
coconut

Таким образом, копия создается, но разработчик этого не замечает, поскольку исходный массив не указан в цикле или после его завершения. Однако, когда вы пытаетесь изменить элементы в цикле, вы обнаружите, что они не изменены, когда вы закончите:

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

print_r($set);

Это выводит:

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

Любые изменения по сравнению с оригиналом не могут быть уведомлениями, на самом деле изменений по сравнению с оригиналом нет, даже если вы явно присвоили значение $item. Это потому, что вы работаете с $ item так, как он отображается в копии $set, над которой вы работаете. Вы можете переопределить это, взяв $ item по ссылке, например так:

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

Это выводит:

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

Таким образом, это очевидно и заметно, что при работе с $ item по ссылке, изменения, внесенные в $ item, вносятся в члены исходного набора $. Использование $ item по ссылке также не позволяет PHP создать копию массива. Чтобы проверить это, сначала мы покажем быстрый скрипт, демонстрирующий копию:

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

Это выводит:

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

Как показано в примере, PHP скопировал $set и использовал его для зацикливания, но когда внутри цикла использовался $set, PHP добавил переменные в исходный массив, а не в скопированный массив. По сути, PHP использует только скопированный массив для выполнения цикла и присваивания $item. Из-за этого вышеуказанный цикл выполняется только 3 раза, и каждый раз он добавляет другое значение в конец исходного набора $set, оставляя исходный набор $ с 6 элементами, но никогда не входя в бесконечный цикл.

Однако что, если бы мы использовали $ item по ссылке, как я упоминал ранее? Единственный символ, добавленный к вышеуказанному тесту:

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

В результате получается бесконечный цикл. Обратите внимание, что на самом деле это бесконечный цикл, вам придется либо убить скрипт самостоятельно, либо подождать, пока вашей ОС не хватит памяти. Я добавил следующую строку в свой скрипт, чтобы PHP быстро исчерпал память, я предлагаю вам сделать то же самое, если вы собираетесь выполнять эти тесты с бесконечным циклом:

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

Таким образом, в этом предыдущем примере с бесконечным циклом мы видим причину, по которой PHP был написан для создания копии массива для зацикливания. Когда копия создается и используется только структурой самой конструкции цикла, массив остается статичным в течение всего цикла, поэтому вы никогда не столкнетесь с проблемами.

Answer 7

PHP цикл foreach можно использовать с Indexed arrays, Associative arrays а также Object public variables,

В цикле foreach первое, что делает php, - это создает копию массива, который должен быть перебран. Затем PHP перебирает этот новый copy массива, а не оригинал. Это продемонстрировано в следующем примере:

<?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).

Кроме того, PHP позволяет использовать iterated values as a reference to the original array value также. Это продемонстрировано ниже:

<?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

Примечание: не позволяет original array indexes использоваться как references,

Источник: http://dwellupper.io/post/47/understanding-php-foreach-loop-with-examples