PHP变量与函数全面解析

### PHP变量与函数全面解析 #### 1. PHP变量概述 PHP中的变量与shell变量类似，但PHP变量可以存储不同类型的值。引用变量时，无论读取还是设置值，都要在变量名前使用美元符号（$）。PHP变量的类型主要有以下几种： - 字符串（Strings） - 整数（Integers） - 浮点数（Floats） - 数组（Arrays） - 对象（Objects） - 空值（Nulls） 下面我们详细探讨这些变量类型。 #### 2. 字符串变量 字符串是由引号括起来的一系列字符。可以使用单引号（'）或双引号（"）来定义字符串，但必须使用相同类型的引号开始和结束字符串，并且如果要在字符串中包含引号，需要用反斜杠进行转义。例如： ```php $a = '1 string'; $a = 'PHP '; ``` 使用点号（.）可以轻松实现字符串的拼接，这也被称为字符串连接： ```php echo "hello" . " " . "world"; ``` 输出结果为： ``` hello world ``` 还有一种字符串拼接的简写方法，使用 .= 符号。例如： ```php $a = 'hello'; $a .= ' world'; ``` 需要注意的是，双引号字符串比单引号字符串功能更强大，在双引号字符串中可以引用变量，就像在shell编程中那样。 #### 3. 整数变量 整数类型（通常称为int）可以存储任意正负数。例如： ```php $a = -5; ``` 不过，整数的存储大小是有限制的。在PHP中，有一些常量用于定义这些限制，对于整数，有 PHP_INT_MIN 和 PHP_INT_MAX 来定义其范围。示例代码如下： ```php echo "The smallest int is " . PHP_INT_MIN . PHP_EOL; echo "The largest int is " . PHP_INT_MAX . PHP_EOL; ``` 运行结果可能如下： ``` The smallest int is -9223372036854775808 The largest int is 9223372036854775807 ``` 可以对整数变量进行基本的数学运算，结果通常为整数，除非答案不是整数，此时结果将为浮点数。例如： ```php $a = (10 + 4) / 2; echo $a; // 输出为 7 ``` ##### 3.1 整数的二进制表示 PHP内部以二进制形式存储整数，二进制是计算机处理和存储数字的原生方式。例如，一个8位数字可以存储0到255之间的数字，共256个不同的数字。不同位数能存储的数字数量如下表所示： |位数|可存储状态数| |----|----| |8 - Bit|256| |7 - Bit|128| |6 - Bit|64| |5 - Bit|32| |4 - Bit|16| |3 - Bit|8| |2 - Bit|4| |1 - Bit|2| 一个n位二进制数能存储的最大状态数为 2 的 n 次方（2 ^ n），由于数字从0开始计数，所以能存储的最大数字为 (2 ^ n) - 1。以64位数字为例： ``` (2 ^ 64) - 1 = 18446744073709551615 ``` 在macOS Catalina的计算器应用中，将视图切换到“Programmer”，输入该值或在计算器显示0时按“1’s”补码，就能看到这个结果。但这个值比PHP能存储的最大整数 9223372036854775807 要大，这是因为PHP存储的整数有正负之分，最高位用于存储整数的正负号。 计算二进制值的简单方法是列出每个二进制位代表的数字，当该位为1时，将其加到总数中；为0时则跳过。例如，数字200的二进制表示如下： |128|64|32|16|8|4|2|1| |----|----|----|----|----|----|----|----| |1|1|0|0|1|0|0|0| 在PHP中，可以使用 printf 函数输出整数的二进制表示： ```php <?php $value = 200; printf("%d in binary is %b\n", $value, $value); // 输出：200 in binary is 11001000 ``` #### 4. 浮点数 浮点数（通常称为float，有时也称为double）与整数类似，但包含小数部分。例如： ```php $a = 0.1; ``` 浮点数有两个常量 PHP_FLOAT_MIN 和 PHP_FLOAT_MAX 来定义其范围。示例代码如下： ```php echo "The smallest positive float is " . PHP_FLOAT_MIN . PHP_EOL; echo "The largest float is " . PHP_FLOAT_MAX . PHP_EOL; ``` 运行结果可能如下： ``` The smallest positive float is 2.2250738585072E-308 The largest float is 1.7976931348623E+308 ``` PHP_FLOAT_MAX 的值可以通过乘以 10 的相应次方从科学计数法转换过来，实际上就是将小数点向右移动308位，这意味着浮点数可以存储非常大的数字。与整数一样，也可以对浮点数进行基本的数学运算，但结果始终为浮点数，即使答案看起来应该是整数。例如： ```php var_dump(0.5 + 0.5); // 输出：float(1) ``` ##### 4.1 浮点数的二进制表示 虽然我们可能认为计算机在存储浮点数时是完美的，但实际上并非总是如此。浮点数被分为整数部分和小数部分，在PHP中，这种划分由精度决定，目前精度设置为14位，该值由 php.ini 文件控制。 ``` % php --info | grep precision precision => 14 => 14 ``` 一个64位浮点数使用48位存储整数部分，16位存储小数部分。当PHP存储小数部分时，二进制表示的是1的分数，如下表所示： |位数|1 - Bit|2 - Bit|3 - Bit|4 - Bit|5 - Bit|6 - Bit|7 - Bit|8 - Bit| |----|----|----|----|----|----|----|----|----| |分数|1/2|1/4|1/8|1/16|1/32|1/64|1/128|1/256| |值|0.5|0.25|0.125|0.0625|0.03125|0.015625|0.0078125|0.00390625| PHP很容易存储像0.25和0.5这样的小数，它们的二进制表示分别为 01000000 和 10000000。像0.03125这样的数字也比较容易存储，需要5位二进制数 00100000。但像0.1和0.2这样的数字则很难准确存储。以下代码用于计算正浮点数的二进制表示： ```php <?php $num = 0.1; $int = intval($num); $fraction = $num - $int; $binary = ''; $position = 1; for ($i = 0; $i < 8; $i++) { $fraction *= 2; if ($fraction >= 1) { $fraction -= 1; $binary .= '1'; } else { $binary .= '0'; } } printf("%f in binary is %08b.%s\n", $num, $int, $binary); ``` 运行上述代码，输出的二进制为 00011001，对应的十进制值为 0.097656125，并非 0.1。将位数从8位增加到16位，二进制为 0001100110011001，对应的十进制值为 0.0999908447265625。无论使用多少位，有些小数都无法准确存储，在比较浮点数时需要注意这一点。 #### 5. 整数和浮点数的简写运算符 PHP允许使用简写形式进行算术运算。例如，通常改变变量 $b 的值需要这样写： ```php $b = 10; $b = $b / 5; ``` 可以使用的数学运算符如下表所示： |符号|运算| |----|----| |+|加法| |-|减法| |*|乘法| |/|除法| |%|取模| |**|幂运算| 使用简写运算符可以去掉额外的 $b 变量，例如： ```php $b /= 5; ``` 简写运算符如下表所示： |符号|简写|运算| |----|----|----| |+|+=|加法| |-|-=|减法| |*|*=|乘法| |/|/=|除法| |%|%=|取模| #### 6. 数组变量 数组是元素的集合，每个元素可以是任意类型的变量，甚至可以是另一个数组。数组主要分为两种类型：数字数组和关联数组，它们的区别在于访问数组中元素的方式不同。 ##### 6.1 数字数组 数字数组使用整数作为索引，除非特别指定，否则索引从0开