PHP数组性能答案

【问题标题】：PHP array performancePHP数组性能
【发布时间】：2011-06-21 16:50:58
【问题描述】：

我正在测试一种用于 2d bin 打包的算法，我选择 PHP 来模拟它，因为它是我现在的基本语言。

正如您在http://themworks.com/pack_v0.2/oopack.php?ol=1 上看到的那样，它运行良好，但您需要等待大约 10-20 秒才能打包 100 个矩形。对于一些难以处理的集合，它会达到 php 的 30 秒运行时限制。

我做了一些分析，它表明大多数时候我的脚本会遍历一个包含 0 和 1 的小型二维数组的不同部分。它要么检查某个单元格是否等于 0/1，要么将其设置为 0/1。它可以进行数百万次这样的操作，每次只需要几微秒。

我想我可以在静态类型语言中使用一组布尔值，这样会更快。或者甚至制作一个 1 位值的数组。我正在考虑将整个事情转换为某种编译语言。 PHP 是不是不适合它？

如果我确实需要将其转换为 C++，那么自动转换器有多好？我的脚本只是很多带有基本数组和对象操作的 for 循环。

编辑。这个函数被调用的次数比其他任何函数都多。它读取一个非常简单的对象的几个属性，并通过一个很小的数组的一小部分来检查是否有任何不等于 0 的元素。

function fits($bin, $w, $h, $x, $y) {

    $w += $x;
    $h += $y;

    for ($i = $x; $i < $w; $i++) {

        for ($j = $y; $j < $h; $j++) {

            if ($bin[$i][$j] !== 0) {
                return false;
            }
        }
    }

    return true;    
}

更新：我尝试使用 1d 数组而不是 2d 作为建议的答案之一。由于我需要始终访问当前的 bin 宽度，因此我决定将所有内容包装在对象中。此外，现在在每个循环中都需要计算索引。现在脚本需要更多时间来运行。其他技术并没有带来太多的性能提升，而是降低了代码的可读性。我猜 HipHop 的时间到了。

更新：由于 hiphop php 只在 linux 上运行，而我没有，我决定用 C++ 重写整个东西。更新旧技能很好。另外，如果我确实找到了一种使用 hiphop 的方法，比较手写的 C++ 代码和 hiphop 生成的代码会很有趣。

更新：我用 c++ 重写了这个东西，平均它的工作速度快了 20 倍并且使用的内存少得多。让我看看我能不能让它更快。

【问题讨论】：

您的代码编写效率可能非常低，但除非我们看到它，否则我们无法知道这一点。虽然 PHP 通常比编译语言慢，但这并不意味着是语言的缓慢导致代码执行时间过长
不要在 PHP 中编写任何对性能敏感的东西。最好的办法是用 C++ 编写（试试 hip-hop）。
嘿 dfo，如果可能的话，我们能看到一些代码来处理一直占用的部分吗？也许有人可以建议对算法进行一些改进或更好地存储您的数据。
php.net/manual/en/function.set-time-limit.php 重置 30 秒时间限制运行时间。您可能还想使用二进制字符串或整数和按位运算符，而不是使用 1 和 0 的数组。
如果你将它转换成 c++ 粘贴这里的时间比较

标签： php arrays performance

【解决方案1】：

PHP 中的数组访问肯定会很慢。 PHP 使用哈希表来实现数组，即为了访问数组中的元素，它必须计算哈希并遍历链表。使用带有真实数组的编译语言肯定会提高性能，因为可以直接访问内存。感兴趣的朋友：hash access with string 和 with integer 的代码。

关于你的代码，有几点我会优化：

直接return，不要break两次。
将$file->get_width() 和$file->get_height 放入简单的变量中。我假设高度或宽度在整个过程中都不会改变。请记住：PHP 中的函数很慢。
~~使用一维数组，而不是嵌套数组。以这种方式，每次迭代都可以保存一个哈希查找。~~ 实际上，一维数组只是稍微快一点，甚至稍微慢一点。 Comparison of several ways of saving the data concerning performance and memory usage。

.

function fits($bin, $x, $y, $w, $h) {
    $w += $x;
    $h += $y;

    for ($i = $x; $i < $w; ++$i) {
        for ($j = $y; $j < $h; ++$j) {
            if ($bin[$i][$j] !== 0) {
                return false;
            }
        } 
    }

    return true;   
}

虽然我不确定，但为什么要将 $x 添加到 $width / $y 到 $height。您不想从当前坐标迭代到图像边界吗？

【讨论】：

与往常一样，我希望能对否决票作出解释。
@nikic：我自己并没有对你投反对票。但是 PHP 不仅通过哈希关联地访问数组，它还具有顺序访问。
@Orbling：我检查了 lxr，发现对于连续的数字数组，仍然使用哈希表。显然，如果索引是数字的，则有几种简化，例如不需要计算哈希，而只需应用表掩码。当遍历链表时，检查显然要简单得多，因为比较的是数字而不是字符串。但基本上它的功能是相同的。它仍然是哈希表查找，有一些优化，但仍然是哈希表查找。它不像 C 语言那样直接访问内存。
@dfo - 基于 nikic 的修改，这个建议属于微优化的范畴……但有时（尤其是在使用紧密循环时）微优化可以产生明显的不同。您可能会发现 while 循环比 for 循环更快： $i = $x-1;而 (++$i
PHP7 修复了阵列性能。如果您使用 PHP 7 打包数组（键必须是整数并且以升序出现的数组），性能可以提高 10 倍。压缩数组的行为类似于真正的数组，而不是慢速哈希表。

【解决方案2】：

您的问题的解决方案可能是https://github.com/facebook/hiphop-php/wiki/

正如其他人所说，PHP 不是计算密集型任务的最佳语言。它也没有真正的数组类型。 PHP 中描述为array() 的内容实际上是一个字典/哈希映射。它有一些优化可以兼作列表，但正如您已经发现的那样，它没有提供与 C 指针和数组相同的运行时行为。

HipHop 可以将 PHP 代码转换为优化的 C++。它也针对字符串操作，但它可以很好地提供适当的数组/列表转换。

免责声明：我从未尝试过。只是想在这里提供一个听起来很聪明的答案。

【讨论】：

【解决方案3】：

截至 2018 年需要更新的答案。

这个问题很老，在 PHP 7 中给出的答案并不完全正确如果你使用打包数组。因为这个问题首先出现在谷歌上，所以我添加了一个新答案

如果您在 PHP 7 中仅使用整数作为数组键，并确保将它们按升序插入数组，您可以看到数组运算速度提高了 10 倍。

在这里阅读： Blackfire Blog on PHP 7 Array Improvements

【讨论】：

【解决方案4】：

建议另一种 PHP 替代方案：

你看过SplFixedArray吗？

根据您的数组的结构方式（线性 0 到 x）数组，这可以更快地执行

有关基准，请参阅：http://www.slideshare.net/tobias382/new-spl-features-in-php-53 Slide 15 & 16（抱歉，没有找到更好的）

【讨论】：

我更新了我的测试以包含固定数组：gist.github.com/813289 对于多维缓存数组，它稍微快一些，对于平面数组它比较慢。它的好处是它使用的内存更少，因为它保存了所有与哈希表/桶相关的东西。
它在多维数组中要慢得多，因为实际上由于对象创建开销 - 当数组开始包含很多东西时，这会消失。

【解决方案5】：

最近的替代方案是 PHP 的 QB 扩展，专门用于帮助解决此类问题。

虽然 PHP 是构建复杂网络的优秀语言应用，它施加了一定的限制。编写代码在 PHP 中执行低级、计算密集型任务是通常是不切实际的——它太慢了。 QB 扩展解决了 PHP 的这个特殊弱点。通过翻译 Zend 操作码并通过静态类型的虚拟机 QB 执行它们提供数量级的性能增益。增加的力量允许 PHP 程序员做他们以前不能做的事情，比如复杂的像素级图像处理。

见：http://php-qb.net/

^本网站不再包含PHP-QB项目（2022）

【讨论】：

【解决方案6】：

PHP 中的数组确实看起来很慢，尤其是循环遍历多维数组。另一种选择是尝试Quercus。它是用 Java 实现的 PHP。我想它使用Java数组。不过我没有做过比较。

【讨论】：

【解决方案7】：

这个问题几乎可以说是“主要基于意见”。考虑到这一点：

“PHP 不适合它吗？”

PHP 最初只是一种 Web 模板语言，在设计时简单性比性能更受关注。它随着时间的推移而发展，并添加了许多优化，但是 PHP 的性能相对于其他平台来说相对较差。因此，如果您的标准是性能，那么 PHP 就不适合它。

“我正在考虑将整个东西转换成某种编译语言。”

从技术上讲，PHP 也可以编译。 Facebook 有一个 PHP to C++ 编译器。 Zend 有一种即时编译器。曾经有一个 PHP on Java 解释器（如果我没记错的话，虽然不再活跃了）。

我建议您尝试 Java，因为它的语法相似，毕竟它是 PHP 5 的灵感之一。从 JDK 1.5 开始，Java 字节码被编译为本机代码。对于相同的代码结构，性能应该提高 4 倍（假设您使用社区 PHP 发行版）。

【讨论】：