解析strtr函数的效率问题
编程学习 2021-07-05 09:49www.dzhlxh.cn编程入门
本篇文章是对strtr函数的效率问题进行了详细的分析介绍，需要的朋友参考下
最近经常要对字符串进行匹配和替换操作，之前一般使用str_replace或者preg_replace，据说strtr的效率不错，所以对比了一下：
$i = 0;
$t = microtime(true);
for(;$i<1000;$i++)
{
$str = strtr(md5($i), $p2);
}
var_dump(microtime(true)-$t); //0.085476875305176
$t = microtime(true);
for(;$i<2000;$i++)
{
$str = preg_replace($p, '', md5($i));
}
var_dump(microtime(true)-$t); //0.09863805770874
结果显示，strtr的效率比preg_replace高约15%左右。
趁着周末，查看了strtr的php源码：
PHP_FUNCTION(strtr)
{
zval **str, **from, **to;
int ac = ZEND_NUM_ARGS();
//参数检查（zend_get_parameters_ex函数定义在zend_api.c文件中）
if (ac < 2 || ac > 3 || zend_get_parameters_ex(ac, &str, &from, &to) == FAILURE) {
WRONG_PARAM_COUNT;
}
//参数检查
if (ac == 2 && Z_TYPE_PP(from) != IS_ARRAY) {
php_error_docref(NULL TSRMLS_CC, E_WARNING, "The second argument is not an array.");
RETURN_FALSE;
}
convert_to_string_ex(str);
/* shortcut for empty string */
//宏Z_STRLEN_PP定义在zend_operators.h
if (Z_STRLEN_PP(str) == 0) {
RETURN_EMPTY_STRING();
}
if (ac == 2) {
php_strtr_array(return_value, Z_STRVAL_PP(str), Z_STRLEN_PP(str), HASH_OF(*from));
} else {
convert_to_string_ex(from);
convert_to_string_ex(to);
ZVAL_STRINGL(return_value, Z_STRVAL_PP(str), Z_STRLEN_PP(str), 1);
php_strtr(Z_STRVAL_P(return_value),
Z_STRLEN_P(return_value),
Z_STRVAL_PP(from),
Z_STRVAL_PP(to),
MIN(Z_STRLEN_PP(from),
Z_STRLEN_PP(to)));
}
}
先看看php_strtr函数：
//trlen是字符串str_from与str_to的长度的最小值
PHPAPI char *php_strtr(char *str, int len, char *str_from, char *str_to, int trlen)
{
int i;
unsigned char xlat[256]; //
if ((trlen < 1) || (len < 1)) {
return str;
}
//xlat的下标与值相等
for (i = 0; i < 256; xlat[i] = i, i++);
//把from到to字符串的每一个字符对应起来。例如：from="ab",to="cd"，则会产生这样的对应'a'=>'c', 'b'=>'d'。
for (i = 0; i < trlen; i++) {
xlat[(unsigned char) str_from[i]] = str_to[i];
}
//替换(不过觉得这个函数的效率还有可以改进的地方，因为如果需要替换的字符只是占整个字符串很少的部分，这样就有大部分的赋值操作其实并没有什么意义，这样的情况下感觉先判断再赋值感觉会高效一点。有空测试一下)
for (i = 0; i < len; i++) {
str[i] = xlat[(unsigned char) str[i]];
}
return str;
}
可见，在处理strtr('abcdaaabcd', 'ab', 'efd')这样的操作时，应该是很高效的。
（注意：这个操作输出efcdeeefcd）
再看看php_strtr_array：
static void php_strtr_array(zval *return_value, char *str, int slen, HashTable *hash)
{
zval **entry;
char *string_key;
uint string_key_len;
zval **trans;
zval ctmp;
ulong num_key;
int minlen = 128*1024;
int maxlen = 0, pos, len, found;
char *key;
HashPosition hpos;
smart_str result = {0};
HashTable tmp_hash;
//把替换数组从hash复制到tmp_hash,并记录下标字符串的最大和最小长度
zend_hash_init(&tmp_hash, 0, NULL, NULL, 0);
zend_hash_internal_pointer_reset_ex(hash, &hpos);
while (zend_hash_get_current_data_ex(hash, (void **)&entry, &hpos) == SUCCESS) {
switch (zend_hash_get_current_key_ex(hash, &string_key, &string_key_len, &num_key, 0, &hpos)) {
case HASH_KEY_IS_STRING:
len = string_key_len-1;
if (len < 1) {
zend_hash_destroy(&tmp_hash);
RETURN_FALSE;
}
zend_hash_add(&tmp_hash, string_key, string_key_len, entry, sizeof(zval*), NULL);
if (len > maxlen) {
maxlen = len;
}
if (len < minlen) {
minlen = len;
}
break;
//下标如果是整形的话会转换成字符串类型，例如：array(10=>'aa')转换成array('10'=>'aa')
case HASH_KEY_IS_LONG:
Z_TYPE(ctmp) = IS_LONG;
Z_LVAL(ctmp) = num_key;
convert_to_string(&ctmp);
len = Z_STRLEN(ctmp);
zend_hash_add(&tmp_hash, Z_STRVAL(ctmp), len+1, entry, sizeof(zval*), NULL);
zval_dtor(&ctmp);
if (len > maxlen) {
maxlen = len;
}
if (len < minlen) {
minlen = len;
}
break;
}
zend_hash_move_forward_ex(hash, &hpos);
}
key = emalloc(maxlen+1);
pos = 0;
//从字符串的第一个字符开始循环匹配，pos记录当前查找的位置
while (pos < slen) {
//当前位置加上最大长度，如果大于字符串长度，则最大长度就需要改变
if ((pos + maxlen) > slen) {
maxlen = slen - pos;
}
found = 0;
memcpy(key, str+pos, maxlen);
//从最大长度开始匹配，就是说对'abcd'，若array('a'=>'e','ab'=>'f')，则会先把ab替换为f，而不是先把a换成e。
for (len = maxlen; len >= minlen; len--) {
key[len] = 0;
//因为使用了hash表，所以这样的效率还是挺高的
if (zend_hash_find(&tmp_hash, key, len+1, (void**)&trans) == SUCCESS) {
char *tval;
int tlen;
zval tmp;
if (Z_TYPE_PP(trans) != IS_STRING) {
tmp = **trans;
zval_copy_ctor(&tmp);
convert_to_string(&tmp);
tval = Z_STRVAL(tmp);
tlen = Z_STRLEN(tmp);
} else {
tval = Z_STRVAL_PP(trans);
tlen = Z_STRLEN_PP(trans);
}
//加入结果
smart_str_appendl(&result, tval, tlen);
//向前跳跃
pos += len;
found = 1;
if (Z_TYPE_PP(trans) != IS_STRING) {
zval_dtor(&tmp);
}
break;
}
}
if (! found) {
smart_str_appendc(&result, str[pos++]);
}
}
efree(key);
zend_hash_destroy(&tmp_hash);
smart_str_0(&result);
RETVAL_STRINGL(result.c, result.len, 0);
}
代码如下:
$i = 0;
$t = microtime(true);
for(;$i<1000;$i++)
{
$str = strtr(md5($i), $p2);
}
var_dump(microtime(true)-$t); //0.085476875305176
$t = microtime(true);
for(;$i<2000;$i++)
{
$str = preg_replace($p, '', md5($i));
}
var_dump(microtime(true)-$t); //0.09863805770874
结果显示，strtr的效率比preg_replace高约15%左右。
趁着周末，查看了strtr的php源码：
代码如下:
PHP_FUNCTION(strtr)
{
zval **str, **from, **to;
int ac = ZEND_NUM_ARGS();
//参数检查（zend_get_parameters_ex函数定义在zend_api.c文件中）
if (ac < 2 || ac > 3 || zend_get_parameters_ex(ac, &str, &from, &to) == FAILURE) {
WRONG_PARAM_COUNT;
}
//参数检查
if (ac == 2 && Z_TYPE_PP(from) != IS_ARRAY) {
php_error_docref(NULL TSRMLS_CC, E_WARNING, "The second argument is not an array.");
RETURN_FALSE;
}
convert_to_string_ex(str);
/* shortcut for empty string */
//宏Z_STRLEN_PP定义在zend_operators.h
if (Z_STRLEN_PP(str) == 0) {
RETURN_EMPTY_STRING();
}
if (ac == 2) {
php_strtr_array(return_value, Z_STRVAL_PP(str), Z_STRLEN_PP(str), HASH_OF(*from));
} else {
convert_to_string_ex(from);
convert_to_string_ex(to);
ZVAL_STRINGL(return_value, Z_STRVAL_PP(str), Z_STRLEN_PP(str), 1);
php_strtr(Z_STRVAL_P(return_value),
Z_STRLEN_P(return_value),
Z_STRVAL_PP(from),
Z_STRVAL_PP(to),
MIN(Z_STRLEN_PP(from),
Z_STRLEN_PP(to)));
}
}
先看看php_strtr函数：
代码如下:
//trlen是字符串str_from与str_to的长度的最小值
PHPAPI char *php_strtr(char *str, int len, char *str_from, char *str_to, int trlen)
{
int i;
unsigned char xlat[256]; //
if ((trlen < 1) || (len < 1)) {
return str;
}
//xlat的下标与值相等
for (i = 0; i < 256; xlat[i] = i, i++);
//把from到to字符串的每一个字符对应起来。例如：from="ab",to="cd"，则会产生这样的对应'a'=>'c', 'b'=>'d'。
for (i = 0; i < trlen; i++) {
xlat[(unsigned char) str_from[i]] = str_to[i];
}
//替换(不过觉得这个函数的效率还有可以改进的地方，因为如果需要替换的字符只是占整个字符串很少的部分，这样就有大部分的赋值操作其实并没有什么意义，这样的情况下感觉先判断再赋值感觉会高效一点。有空测试一下)
for (i = 0; i < len; i++) {
str[i] = xlat[(unsigned char) str[i]];
}
return str;
}
可见，在处理strtr('abcdaaabcd', 'ab', 'efd')这样的操作时，应该是很高效的。
（注意：这个操作输出efcdeeefcd）
再看看php_strtr_array：
代码如下:
static void php_strtr_array(zval *return_value, char *str, int slen, HashTable *hash)
{
zval **entry;
char *string_key;
uint string_key_len;
zval **trans;
zval ctmp;
ulong num_key;
int minlen = 128*1024;
int maxlen = 0, pos, len, found;
char *key;
HashPosition hpos;
smart_str result = {0};
HashTable tmp_hash;
//把替换数组从hash复制到tmp_hash,并记录下标字符串的最大和最小长度
zend_hash_init(&tmp_hash, 0, NULL, NULL, 0);
zend_hash_internal_pointer_reset_ex(hash, &hpos);
while (zend_hash_get_current_data_ex(hash, (void **)&entry, &hpos) == SUCCESS) {
switch (zend_hash_get_current_key_ex(hash, &string_key, &string_key_len, &num_key, 0, &hpos)) {
case HASH_KEY_IS_STRING:
len = string_key_len-1;
if (len < 1) {
zend_hash_destroy(&tmp_hash);
RETURN_FALSE;
}
zend_hash_add(&tmp_hash, string_key, string_key_len, entry, sizeof(zval*), NULL);
if (len > maxlen) {
maxlen = len;
}
if (len < minlen) {
minlen = len;
}
break;
//下标如果是整形的话会转换成字符串类型，例如：array(10=>'aa')转换成array('10'=>'aa')
case HASH_KEY_IS_LONG:
Z_TYPE(ctmp) = IS_LONG;
Z_LVAL(ctmp) = num_key;
convert_to_string(&ctmp);
len = Z_STRLEN(ctmp);
zend_hash_add(&tmp_hash, Z_STRVAL(ctmp), len+1, entry, sizeof(zval*), NULL);
zval_dtor(&ctmp);
if (len > maxlen) {
maxlen = len;
}
if (len < minlen) {
minlen = len;
}
break;
}
zend_hash_move_forward_ex(hash, &hpos);
}
key = emalloc(maxlen+1);
pos = 0;
//从字符串的第一个字符开始循环匹配，pos记录当前查找的位置
while (pos < slen) {
//当前位置加上最大长度，如果大于字符串长度，则最大长度就需要改变
if ((pos + maxlen) > slen) {
maxlen = slen - pos;
}
found = 0;
memcpy(key, str+pos, maxlen);
//从最大长度开始匹配，就是说对'abcd'，若array('a'=>'e','ab'=>'f')，则会先把ab替换为f，而不是先把a换成e。
for (len = maxlen; len >= minlen; len--) {
key[len] = 0;
//因为使用了hash表，所以这样的效率还是挺高的
if (zend_hash_find(&tmp_hash, key, len+1, (void**)&trans) == SUCCESS) {
char *tval;
int tlen;
zval tmp;
if (Z_TYPE_PP(trans) != IS_STRING) {
tmp = **trans;
zval_copy_ctor(&tmp);
convert_to_string(&tmp);
tval = Z_STRVAL(tmp);
tlen = Z_STRLEN(tmp);
} else {
tval = Z_STRVAL_PP(trans);
tlen = Z_STRLEN_PP(trans);
}
//加入结果
smart_str_appendl(&result, tval, tlen);
//向前跳跃
pos += len;
found = 1;
if (Z_TYPE_PP(trans) != IS_STRING) {
zval_dtor(&tmp);
}
break;
}
}
if (! found) {
smart_str_appendc(&result, str[pos++]);
}
}
efree(key);
zend_hash_destroy(&tmp_hash);
smart_str_0(&result);
RETVAL_STRINGL(result.c, result.len, 0);
}