PHP内核探索 —— 变量的类型：PHP弱类型变量特性是如何实现？

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所有的编程语言都要提供一种数据的存储与检索机制，PHP也不例外。其它语言大都需要在使用变量之前先定义，并且它的类型也是无法再次改变的，而PHP却允许程序猿自由的使用变量而无须提前定义，甚至可以随时随意的对已存在的变量转换成其它任何PHP支持的数据类型。在程序在运行的时候，PHP还会自动的根据需求转换变量的类型。

如果你用过PHP，肯定体验过PHP的弱类型的变量体系。众所周知，PHP引擎是用C写的，而C确实一种强类型的编程语言，PHP内核中是如何用C来实现自己的这种弱类型特性的？下面谈谈变量的类型。

PHP在内核中是通过zval这个结构体来存储变量的，它的定义在Zend/zend.h文件里，简短精炼，只有四个成员组成：

struct _zval_struct {
	zvalue_value value;	/* 变量的值 */
	zend_uint refcount__gc;
	zend_uchar type;	/* 变量当前的数据类型 */
	zend_uchar is_ref__gc;
};
typedef struct _zval_struct zval;

//在Zend/zend_types.h里定义的：
typedef unsigned int zend_uint;
typedef unsigned char zend_uchar;

zval里的refcout__gc是zend_uint类型，也就是unsinged int型，is_ref__gc和type则是unsigned char型的。保存变量值的value则是zvalue_value类型(PHP5)，它是一个Union，同样定义在了Zend/zend.h文件里：

typedef union _zvalue_value {
	long lval;	/* long value */
	double dval;	/* double value */
	struct {
		char *val;
		int len;
	} str;
	HashTable *ht;	/* hash table value */
	zend_object_value obj;
} zvalue_value;

在以上实现的基础上，PHP语言得以实现了8种数据类型，这些数据类型在内核中的分别对应于特定的常量，它们分别是：

$a=2147483647;
$a++;
echo $a;//会正确的输出	2147483648；

zval结构体里的type成员的值便是以上某个IS_*常量之一。内核通过检测变量的这个成员值来知道他是什么类型的数据并做相应的后续处理。

如果要我们检测一个变量的类型，最直接的办法便是去读取它的type成员的值：

void describe_zval(zval *foo)
{
	if (foo->type == IS_NULL)
	{
		php_printf("这个变量的数据类型是： NULL");
    }
    else
    {
        php_printf("这个变量的数据类型不是NULL，这种数据类型对应的数字是： %d", foo->type);
    }
}

上述做法看起来没有错误，但它是一种被强烈禁止一种做法！

PHP内核以后可能会修改变量的实现方式，所以检测type的方法可能在以后就不能用了。为了解决这个兼容问题，zend头文件中定义了大量的宏，供我们检测、操作变量使用，使用这些宏不但让我们的程序更易读，还具有更好的兼容性。这里我们用Z_TYPE_P()宏来改写上面那个程序。

void describe_zval(zval *foo)
{
    if ( Z_TYPE_P(foo) == IS_NULL )
    {
        php_printf("这个变量的数据类型是： NULL");
    }
    else
    {
        php_printf("这个变量的数据类型不是NULL，这种数据类型对应的数字是： %d", foo->type);
    }
}

php_printf()函数是内核对printf()函数的一层封装，我们可以像使用printf()函数那样使用它。

以_P一个p结尾的宏的参数大多是*zval型变量，此外获取变量类型的宏还有两个，分别是Z_TYPE和Z_TYPE_PP，前者的参数是zval型，而后者的参数则是**zval。这样我们便可以猜测一下php内核是如何实现gettype这个函数了，代码如下：

//开始定义php语言中的函数gettype
PHP_FUNCTION(gettype)
{
	//这个arg间接指向就是我们传给gettype函数的参数。是一个zval**结构
	//所以我们要对他使用__PP后缀的宏。
	zval **arg;

	//这个if的操作主要是让arg指向参数～
	if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "Z", &arg) == FAILURE) {
		return;
	}

	//调用Z_TYPE_PP宏来获取arg指向zval的类型。
	//然后是一个switch结构，RETVAL_STRING宏代表这gettype函数返回的字符串类型的值
	switch (Z_TYPE_PP(arg)) {
		case IS_NULL:
			RETVAL_STRING("NULL", 1);
			break;

		case IS_BOOL:
			RETVAL_STRING("boolean", 1);
			break;

		case IS_LONG:
			RETVAL_STRING("integer", 1);
			break;

		case IS_DOUBLE:
			RETVAL_STRING("double", 1);
			break;

		case IS_STRING:
			RETVAL_STRING("string", 1);
			break;

		case IS_ARRAY:
			RETVAL_STRING("array", 1);
			break;

		case IS_OBJECT:
			RETVAL_STRING("object", 1);
			break;

		case IS_RESOURCE:
			{
				char *type_name;
				type_name = zend_rsrc_list_get_rsrc_type(Z_LVAL_PP(arg) TSRMLS_CC);
				if (type_name) {
					RETVAL_STRING("resource", 1);
					break;
				}
			}

		default:
			RETVAL_STRING("unknown type", 1);
	}
}

以上三个宏的定义在Zend/zend_operators.h里，定义分别是：

#define Z_TYPE(zval) (zval).type #define Z_TYPE_P(zval_p) Z_TYPE(*zval_p) #define Z_TYPE_PP(zval_pp) Z_TYPE(**zval_pp)