PHP内核探索:变量类型的转换

隐式类型转换与强制类型转换
服务器君一共花费了289.092 ms进行了6次数据库查询,努力地为您提供了这个页面。
试试阅读模式?希望听取您的建议

PHP是弱类型的动态语言,在前面的章节中我们已经介绍了PHP的变量都存放在一个名为ZVAL的容器中, ZVAL包含了变量的类型和各种类型变量的值。 PHP中的变量不需要显式的数据类型定义,可以给变量赋值任意类型的数据, PHP变量之间的数据类型转换有两种:隐式和显式转换。

隐式类型转换

隐式类型转换也被称为自动类型转换,是指不需要程序员书写代码,由编程语言自动完成的类型转换。 在PHP中,我们经常遇到的隐式转换有:

1.直接的变量赋值操作

在PHP中,直接对变量的赋值操作是隐式类型转换最简单的方式,也是我们最常见的一种方式,或许我们已经习以为常,从而没有感觉到变量的变化。 在直接赋值的操作中,变量的数据类型由赋予的值决定,即左值的数据类型由右值的数据类型决定。 比如,当把一个字符串类型的数据赋值给变量时,不管该变量以前是什么类型的变量,此时该变量就是一个字符串类型的变量。 看一段代码:

$string = "To love someone sincerely means to love all the people,  to love the world and life,  too."
$integer = 10;
$string = $integer;

上面的代码,当执行完第三行代码,$string变量的类型就是一个整形了。 通过VLD扩展可以查到第三次赋值操作的中间代码及操作数的类型,再找到赋值的最后实现为zend_assign_to_variable函数。 这在前面的小节中已经详细介绍过了。我们这个例子是很简单的一种赋值,在源码中是直接将$string的ZVAL容器的指针指向$integer变量指向的指针, 并将$integer的引用计数加1。这个操作在本质上改变了$string变量的内容,而原有的变量内容则被垃圾收集机制回收。关于赋值的具体细节,请返回上一节查看。

2.运算式结果对变量的赋值操作

我们常说的隐式类型转换是将一个表达式的结果赋值给一个变量,在运算的过程中发生了隐式的类型转换。 这种类型转换不仅仅在PHP语言,在其它众多的语言中也有见到,这是我们常规意义上的隐式类型转换。 这种类型转换又分为两种情况:

  • 表达式的操作数为同一数据类型 这种情况的作用以上面的直接变量的类型转换是同一种情况,只是此时右值变成了表达式的运算结果。
  • 表达式的操作数不为同的数据类型 这种情况的类型转换发生在表达式的运算符的计算过程中,在源码中也就是发生在运行符的实现过程中。

看一个字符串和整数的隐式数据类型转换:

<?php
$a = 10;
$b = 'a string ';
 
echo $a . $b;
?>

上面例子中字符串连接操作就存在自动数据类型转化,$a变量是数值类型,$b变量是字符串类型, 这里$b变量就是隐式(自动)的转换为字符串类型了。通常自动数据类型转换发生在特定的操作上下文中, 类似的还有求和操作"+"。具体的自动类型转换方式和特定的操作有关。 下面就以字符串连接操作为例说明隐式转换的实现:

脚本执行的时候字符串的连接操作是通过Zend/zend_operators.c文件中的如下函数进行:

ZEND_API int concat_function(zval *result, zval *op1, zval *op2 TSRMLS_DC) /* {{{ */
{           
        zval op1_copy, op2_copy;
        int use_copy1 = 0, use_copy2 = 0;
 
        if (Z_TYPE_P(op1) != IS_STRING) { 
                zend_make_printable_zval(op1, &op1_copy, &use_copy1);
        }           
        if (Z_TYPE_P(op2) != IS_STRING) { 
                zend_make_printable_zval(op2, &op2_copy, &use_copy2);
        }       
        // 省略
}

可用看出如果字符串链接的两个操作数如果不是字符串的话, 则调用zend_make_printable_zval函数将操作数转换为"printable_zval"也就是字符串。

ZEND_API void zend_make_printable_zval(zval *expr, zval *expr_copy, int *use_copy)
{
    if (Z_TYPE_P(expr)==IS_STRING) {
        *use_copy = 0;
        return;
    }
    switch (Z_TYPE_P(expr)) {
        case IS_NULL:
            Z_STRLEN_P(expr_copy) = 0;
            Z_STRVAL_P(expr_copy) = STR_EMPTY_ALLOC();
            break;
        case IS_BOOL:
            if (Z_LVAL_P(expr)) {
                Z_STRLEN_P(expr_copy) = 1;
                Z_STRVAL_P(expr_copy) = estrndup("1", 1);
            } else {
                Z_STRLEN_P(expr_copy) = 0;
                Z_STRVAL_P(expr_copy) = STR_EMPTY_ALLOC();
            }
            break;
        case IS_RESOURCE:
            // ...省略
        case IS_ARRAY:
            Z_STRLEN_P(expr_copy) = sizeof("Array") - 1;
            Z_STRVAL_P(expr_copy) = estrndup("Array", Z_STRLEN_P(expr_copy));
            break;
        case IS_OBJECT:
                // ... 省略
        case IS_DOUBLE:
            *expr_copy = *expr;
            zval_copy_ctor(expr_copy);
            zend_locale_sprintf_double(expr_copy ZEND_FILE_LINE_CC);
            break;
        default:
            *expr_copy = *expr;
            zval_copy_ctor(expr_copy);
            convert_to_string(expr_copy);
            break;
    }
    Z_TYPE_P(expr_copy) = IS_STRING;
    *use_copy = 1;
}

这个函数根据不同的变量类型来返回不同的字符串类型,例如BOOL类型的数据返回0和1, 数组只是简单的返回Array等等,类似其他类型的数据转换也是类型, 都是根据操作数的不同类型的转换为相应的目标类型。在表达式计算完成后,表达式最后会有一个结果, 这个结果的数据类型就是整个表达式的数据类型。当执行赋值操作时,如果再有数据类型的转换发生, 则是直接变量赋值的数据类型转换了。

显式类型转换(强制类型转换)

在前面介绍了隐式类型转换,在我们的日常编码过程也会小心的使用这种转换, 这种不可见的操作可能与我们想象中的不一样,如整形和浮点数之间的转换。 当我们是一定需要某个数据类型的变量时,可以使用强制的数据类型转换,这样在代码的可读性等方面都会好些。 在PHP中的强制类型转换和C中的非常像:

<?php
$double = 20.10;
echo (int)$double;
?>

PHP中允许的强制类型有:

  • (int), (integer) 转换为整型
  • (bool), (boolean) 转换为布尔类型
  • (float), (double) 转换为浮点类型
  • (string) 转换为字符串
  • (array) 转换为数组
  • (object) 转换为对象
  • (unset) 转换为NULL

在Zend/zend_operators.c中实现了转换为这些目标类型的实现函数convert_to_*系列函数, 读者自行查看这些函数即可,这些数据类型转换类型中有一个我们比较少见的unset类型转换:

ZEND_API void convert_to_null(zval *op) /* {{{ */
{
    if (Z_TYPE_P(op) == IS_OBJECT) {
        if (Z_OBJ_HT_P(op)->cast_object) {
            zval *org;
            TSRMLS_FETCH();
 
            ALLOC_ZVAL(org);
            *org = *op;
            if (Z_OBJ_HT_P(op)->cast_object(org, op, IS_NULL TSRMLS_CC) == SUCCESS) {
                zval_dtor(org);
                return;
            }
            *op = *org;
            FREE_ZVAL(org);
        }
    }
 
    zval_dtor(op);
    Z_TYPE_P(op) = IS_NULL;
}

转换为NULL非常简单,对变量进行析构操作,然后将数据类型设为IS_NULL即可。 可能读者会好奇(unset)$a和unset($a)这两者有没有关系,其实并没有关系, 前者是将变量$a的类型变为NULL,这只是一个类型的变化,而后者是将这个变量释放,释放后当前作用域内该变量及不存在了。

除了上面提到的与C语言很像,在其它语言中也经常见到的强制数据转换,PHP中有一个极具PHP特色的强制类型转换。 PHP的标准扩展中提供了两个有用的方法settype()以及gettype()方法,前者可以动态的改变变量的数据类型, gettype()方法则是返回变量的数据类型。在ext/standard/type.c文件中找到settype的实现源码:

PHP_FUNCTION(settype)
{
    zval **var;
    char *type;
    int type_len = 0;
 
    if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "Zs", &var, &type, &type_len) == FAILURE) {
        return;
    }
 
    if (!strcasecmp(type, "integer")) {
        convert_to_long(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "int")) {
        convert_to_long(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "float")) {
        convert_to_double(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "double")) { /* deprecated */
        convert_to_double(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "string")) {
        convert_to_string(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "array")) {
        convert_to_array(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "object")) {
        convert_to_object(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "bool")) {
        convert_to_boolean(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "boolean")) {
        convert_to_boolean(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "null")) {
        convert_to_null(*var);
    } else if (!strcasecmp(type, "resource")) {
        php_error_docref(NULL TSRMLS_CC, E_WARNING, "Cannot convert to resource type");
        RETURN_FALSE;
    } else {
        php_error_docref(NULL TSRMLS_CC, E_WARNING, "Invalid type");
        RETURN_FALSE;
    }
    RETVAL_TRUE;
}

这个极具PHP特色的强制类型转换就是这个函数,而这个函数是作为一个代理方法存在, 具体的转换规则由各个类型的处理函数处理,不管是自动还是强制类型转换,最终都会调用这些内部转换方法, 这和前面的强制类型转换在本质上是一样的。

延伸阅读

此文章所在专题列表如下:

  1. PHP内核探索:从SAPI接口开始
  2. PHP内核探索:一次请求的开始与结束
  3. PHP内核探索:一次请求生命周期
  4. PHP内核探索:单进程SAPI生命周期
  5. PHP内核探索:多进程/线程的SAPI生命周期
  6. PHP内核探索:Zend引擎
  7. PHP内核探索:再次探讨SAPI
  8. PHP内核探索:Apache模块介绍
  9. PHP内核探索:通过mod_php5支持PHP
  10. PHP内核探索:Apache运行与钩子函数
  11. PHP内核探索:嵌入式PHP
  12. PHP内核探索:PHP的FastCGI
  13. PHP内核探索:如何执行PHP脚本
  14. PHP内核探索:PHP脚本的执行细节
  15. PHP内核探索:操作码OpCode
  16. PHP内核探索:PHP里的opcode
  17. PHP内核探索:解释器的执行过程
  18. PHP内核探索:变量概述
  19. PHP内核探索:变量存储与类型
  20. PHP内核探索:PHP中的哈希表
  21. PHP内核探索:理解Zend里的哈希表
  22. PHP内核探索:PHP哈希算法设计
  23. PHP内核探索:翻译一篇HashTables文章
  24. PHP内核探索:哈希碰撞攻击是什么?
  25. PHP内核探索:常量的实现
  26. PHP内核探索:变量的存储
  27. PHP内核探索:变量的类型
  28. PHP内核探索:变量的值操作
  29. PHP内核探索:变量的创建
  30. PHP内核探索:预定义变量
  31. PHP内核探索:变量的检索
  32. PHP内核探索:变量的类型转换
  33. PHP内核探索:弱类型变量的实现
  34. PHP内核探索:静态变量的实现
  35. PHP内核探索:变量类型提示
  36. PHP内核探索:变量的生命周期
  37. PHP内核探索:变量赋值与销毁
  38. PHP内核探索:变量作用域
  39. PHP内核探索:诡异的变量名
  40. PHP内核探索:变量的value和type存储
  41. PHP内核探索:全局变量Global
  42. PHP内核探索:变量类型的转换
  43. PHP内核探索:内存管理开篇
  44. PHP内核探索:Zend内存管理器
  45. PHP内核探索:PHP的内存管理
  46. PHP内核探索:内存的申请与销毁
  47. PHP内核探索:引用计数与写时复制
  48. PHP内核探索:PHP5.3的垃圾回收机制
  49. PHP内核探索:内存管理中的cache
  50. PHP内核探索:写时复制COW机制
  51. PHP内核探索:数组与链表
  52. PHP内核探索:使用哈希表API
  53. PHP内核探索:数组操作
  54. PHP内核探索:数组源码分析
  55. PHP内核探索:函数的分类
  56. PHP内核探索:函数的内部结构
  57. PHP内核探索:函数结构转换
  58. PHP内核探索:定义函数的过程
  59. PHP内核探索:函数的参数
  60. PHP内核探索:zend_parse_parameters函数
  61. PHP内核探索:函数返回值
  62. PHP内核探索:形参return value
  63. PHP内核探索:函数调用与执行
  64. PHP内核探索:引用与函数执行
  65. PHP内核探索:匿名函数及闭包
  66. PHP内核探索:面向对象开篇
  67. PHP内核探索:类的结构和实现
  68. PHP内核探索:类的成员变量
  69. PHP内核探索:类的成员方法
  70. PHP内核探索:类的原型zend_class_entry
  71. PHP内核探索:类的定义
  72. PHP内核探索:访问控制
  73. PHP内核探索:继承,多态与抽象类
  74. PHP内核探索:魔术函数与延迟绑定
  75. PHP内核探索:保留类与特殊类
  76. PHP内核探索:对象
  77. PHP内核探索:创建对象实例
  78. PHP内核探索:对象属性读写
  79. PHP内核探索:命名空间
  80. PHP内核探索:定义接口
  81. PHP内核探索:继承与实现接口
  82. PHP内核探索:资源resource类型
  83. PHP内核探索:Zend"_blank">PHP内核探索:对象属性读写
  84. PHP内核探索:数组54现接口
  85. PHP内核探索:数组54性读写
  86. PHP内核探索:数组58rce类型
  87. PHP内核探索:解释器的58特殊类
  88. PHP内核探索:解释器的58与销毁
  89. Elet-item"文地址一magic.net/librarys/application/views/veda/images/arrow.png" t/librarys/application/views/veda/images/arrow.pngrys/甬迎/www.nowam夺内部tton" value="普通普通模式" onclifav关于本通模式" oncliopi cla wrn"wrapper"> nowama.net/li我喜这netrarys/
    我喜