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PHP内核探索：变量类型的转换

2011-06-08 00:00 1721 查看

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。

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