本文整理自 stackoverflow 网站上的一篇文章 Strange behaviour after loop by reference - Is this a PHP bug? —— 在 PHP 循环中,如果使用 引用 会引发非常奇怪的行为 - 这是 PHP 的一个 bug 吗?

问题

在我写一个简单的 PHP 脚本时,发生了一些非常奇怪的现象。下面是我的代码,为了清楚的表达我的意思,我特意去掉了一些不必要的代码:

<?php

$arr = array("foo",
             "bar",
             "baz");

foreach ($arr as &$item) { /* do nothing by reference */ }
print_r($arr);

foreach ($arr as $item) { /* do nothing by value */ }
print_r($arr); // $arr has changed....why?

输出如下:

Array
(
    [0] => foo
    [1] => bar
    [2] => baz
)
Array
(
    [0] => foo
    [1] => bar
    [2] => bar  // 错误发生??
)

这是 PHP 的一个 bug 吗?PHP 中为什么会发生如此古怪的行为呢?

解析

在第一个 foreach 循环结束后,$item 仍然引用(reference)着数组的最后一个元素,也就是 $arr[2]。 因此,当开始第二个循环的时候,$item 变量每次循环都会被赋一个新值。 在 php 中,如果一个内存空间是被引用的,那么当改变它的时候是直接改变这块内存空间的值。 当改变 $item 的时候,其实也改变了 $arr[2] 的值。

因此,在第二个循环中:

  • 第一次循环,$item$arr[2] 的值变成 $arr[0],也就是 ‘foo’。
  • 第二次循环,$item$arr[2] 的值变成 $arr[1],也就是 ‘bar’。
  • 第三次循环,$item$arr[2] 的值变成 $arr[2],也就是 ‘bar’($arr[2] 的值不是 ‘baz’,因为在第二次循环中变成了 ‘bar’)。

‘baz’ 的值实际是在第二个循环中丢失了。

译注:我不喜欢把 reference 翻译成「引用」,当然了,更不能翻译成「参考」了。每次我像别人解释 reference 时,都会告诉他: reference 就是 alias。 比如你叫吴毅昌(呵呵,无异常),二狗子是你的别名。本着好兄弟好基友的情谊:“来,二狗子,这 100 块钱给你吧。” 你——吴毅昌——回家一模口袋,多了 100 块钱。 @justjavac

调试输出

我们可以修改代码来调试并跟踪循环的执行细节。 我们可以输出 $item 的值,并且递归的输出数组 $arr

当第一个循环运行时,我们可以看到这样的输出:

foo
Array ( [0] => foo [1] => bar [2] => baz )

bar
Array ( [0] => foo [1] => bar [2] => baz )

baz
Array ( [0] => foo [1] => bar [2] => baz )

在循环结束后,$item$arr[2] 指向同一个内存区域。

当第二个循环运行时,我们看到这样的输出:

foo
Array ( [0] => foo [1] => bar [2] => foo )

bar
Array ( [0] => foo [1] => bar [2] => bar )

bar
Array ( [0] => foo [1] => bar [2] => bar )

在这次循环中,需要注意随着每次 $item 被赋予一个新值, $arr[2] 也会被赋值为和 $item 相同的值,因为它们都仍然指向相同的内存空间(译注:原文写的是 $arr[3],疑为原作者笔误。@justjavac)。 当循环到达数组的第三个值时,它包含的值是 bar,因为它的值在前两次循环中,被修改了。

还有疑问

也许你觉得,我仅仅是执行了一个空循环 foreach ($arr as &$item){},循环体里面什么都没有做,为什么数组元素却改变了?

可能你觉得这个代码应该等价于

for ($i = 0; $i < count($arr); $i++) { 
    // do nothing
}

其实不对,代码应该等价于:

for ($i = 0; $i < count($arr); $i++) { 
    $item = $arr[$i]; 
}

也就是说, 在 foreach 循环中,隐含了一个赋值运算,唯一不同的时, 在赋值过程中,我们使用了引用,所以在第一个循环中,无意中修改了正在循环的数组内部的元素。

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