PHP实现Collection数据集类及其原理

PHP 语言最重要的特性之一便是数组了（特别是关联数组）。
PHP 为此也提供不少的函数和类接口方便于数组操作，但没有一个集大成的类专门用来操作数组。

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如果数组操作不多的话，个别函数用起来会比较灵活，开销也小。
但是，如果经常操作数组，尤其是对数组进行各种操作如排序、入栈、出队列、翻转、迭代等，系统函数用起来可能就没有那么优雅了。

下面已实现的一个 Collection 类（数据集对象），来自 ThinkPHP5.0 的基础类 Collection，就是一个集大成的类。

1、 Collection源码

源码确实不错，也不是特别长，就全贴上了，方便阅读。跳到下面的 例子 结合看会比较好理解。

namespace think;use ArrayAccess;use ArrayIterator;use Countable;use IteratorAggregate;use JsonSerializable;class Collection implements ArrayAccess, Countable, IteratorAggregate, JsonSerializable{    protected $items = [];

    public function __construct($items = [])
    {        $this->items = $this->convertToArray($items);
    }    public static function make($items = [])
    {        return new static($items);
    }    public function isEmpty()
    {        return empty($this->items);
    }    public function toArray()
    {        return array_map(function ($value) {            return ($value instanceof Model || $value instanceof self) ? $value->toArray() : $value;
        }, $this->items);
    }    public function all()
    {        return $this->items;
    }    public function merge($items)
    {        return new static(array_merge($this->items, $this->convertToArray($items)));
    }    /**     * 比较数组，返回差集     */
    public function diff($items)
    {        return new static(array_diff($this->items, $this->convertToArray($items)));
    }    /**     * 交换数组中的键和值     */
    public function flip()
    {        return new static(array_flip($this->items));
    }    /**     * 比较数组，返回交集     */
    public function intersect($items)
    {        return new static(array_intersect($this->items, $this->convertToArray($items)));
    }    public function keys()
    {        return new static(array_keys($this->items));
    }    /**     * 删除数组的最后一个元素（出栈）     */
    public function pop()
    {        return array_pop($this->items);
    }    /**     * 通过使用用户自定义函数，以字符串返回数组     *     * @param  callable $callback     * @param  mixed    $initial     * @return mixed     */
    public function reduce(callable $callback, $initial = null)
    {        return array_reduce($this->items, $callback, $initial);
    }    /**     * 以相反的顺序返回数组。     */
    public function reverse()
    {        return new static(array_reverse($this->items));
    }    /**     * 删除数组中首个元素，并返回被删除元素的值     */
    public function shift()
    {        return array_shift($this->items);
    }    /**     * 把一个数组分割为新的数组块.     */
    public function chunk($size, $preserveKeys = false)
    {        $chunks = [];
        foreach (array_chunk($this->items, $size, $preserveKeys) as $chunk) {            $chunks[] = new static($chunk);
        }        return new static($chunks);
    }    /**     * 在数组开头插入一个元素     */
    public function unshift($value, $key = null)
    {        if (is_null($key)) {            array_unshift($this->items, $value);
        } else {            $this->items = [$key => $value] + $this->items;
        }
    }    /**     * 给每个元素执行个回调     */
    public function each(callable $callback)
    {        foreach ($this->items as $key => $item) {            if ($callback($item, $key) === false) {                break;
            }
        }        return $this;
    }    /**     * 用回调函数过滤数组中的元素     */
    public function filter(callable $callback = null)
    {        if ($callback) {            return new static(array_filter($this->items, $callback));
        }        return new static(array_filter($this->items));
    }    /**     * 返回数组中指定的一列     */
    public function column($column_key, $index_key = null)
    {        if (function_exists('array_column')) {            return array_column($this->items, $column_key, $index_key);
        }        $result = [];
        foreach ($this->items as $row) {            $key    = $value    = null;
            $keySet = $valueSet = false;
            if (null !== $index_key && array_key_exists($index_key, $row)) {                $keySet = true;
                $key    = (string) $row[$index_key];
            }            if (null === $column_key) {                $valueSet = true;
                $value    = $row;
            } elseif (is_array($row) && array_key_exists($column_key, $row)) {                $valueSet = true;
                $value    = $row[$column_key];
            }            if ($valueSet) {                if ($keySet) {                    $result[$key] = $value;
                } else {                    $result[] = $value;
                }
            }
        }        return $result;
    }    /**     * 对数组排序     */
    public function sort(callable $callback = null)
    {        $items = $this->items;
        $callback ? uasort($items, $callback) : uasort($items, function ($a, $b) {            if ($a == $b) {                return 0;
            }            return ($a < $b) ? -1 : 1;
        });
        return new static($items);
    }    /**     * 将数组打乱     */
    public function shuffle()
    {        $items = $this->items;
        shuffle($items);
        return new static($items);
    }    /**     * 截取数组     */
    public function slice($offset, $length = null, $preserveKeys = false)
    {        return new static(array_slice($this->items, $offset, $length, $preserveKeys));
    }    // ArrayAccess
    public function offsetExists($offset)
    {        return array_key_exists($offset, $this->items);
    }    public function offsetGet($offset)
    {        return $this->items[$offset];
    }    public function offsetSet($offset, $value)
    {        if (is_null($offset)) {            $this->items[] = $value;
        } else {            $this->items[$offset] = $value;
        }
    }    public function offsetUnset($offset)
    {        unset($this->items[$offset]);
    }    //Countable
    public function count()
    {        return count($this->items);
    }    //IteratorAggregate
    public function getIterator()
    {        return new ArrayIterator($this->items);
    }    //JsonSerializable
    public function jsonSerialize()
    {        return $this->toArray();
    }    /**     * 转换当前数据集为JSON字符串     */
    public function toJson($options = JSON_UNESCAPED_UNICODE)
    {        return json_encode($this->toArray(), $options);
    }    public function __toString()
    {        return $this->toJson();
    }    /**     * 转换成数组     */
    protected function convertToArray($items)
    {        if ($items instanceof self) {            return $items->all();
        }        return (array) $items;
    }
}

2、 讲解与例子

给出了例子有前后的关系，所以要结合所有例子来看。
Collection 的原理其实都是对 PHP 内置的函数和 SPL 的应用，如果要更加深入，看官方文档也是一个不错的选择。

ArrayAccess的使用

Collection 既然是个类，那要怎么才能像数组那样便利的操作呢？如 $a['key'] 。
答案是：继承接口类 ArrayAccess，并实现该类的几个接口，如下:

abstract public boolean offsetExists ( mixed $offset ) //判断key即$offset的数组元素是否存在，相当于 isset($a[$offset])abstract public mixed offsetGet ( mixed $offset ) //数组元素获取，相当于 $value = $a[$offset]abstract public void offsetSet ( mixed $offset , mixed $value ) //数组元素设置 相当于 $a[$offset] = $valueabstract public void offsetUnset ( mixed $offset ) //删除数组元素，相当于 unset($a[$offset]);

现在回头看看 Collection 的源码是怎么实现的。
如何使用，来个例子：

use think;$c = new Collection;$c['a'] = 'hello a';$c['b'] = 'you are b';echo $c['a'] . '
';echo $c['b'] . '
';foreach ($c as $k => $v) {    echo "key: $k, val: $v 
";}

结果输出：

hello a
you are bkey: a, val: hello akey: b, val: you are b

JsonSerializable的使用

如果对一个对象进行 json 编码的话，其实就是对该对象的 public 属性进行 json 化，那如何定制 json 化的内容和输出呢？
答案是：继承 JsonSerializable 接口类，并实现类中的接口：

abstract public mixed jsonSerialize ( void ) //定制json化的字符串输出

现在回头看看 Collection 的源码是怎么实现的。
如何使用，来个例子：

echo json_encode($c) . '
';

结果输出：

{"a":"hello a","b":"you are b"}

Countable的使用

如果对一个对象进行 count() 操作的话，其实就是统计该对象的 public 属性的总数，那如何定制 count() 呢？
答案是：继承 Countable 接口类，并实现类中的接口：

abstract public int count ( void )

现在回头看看 Collection 的源码是怎么实现的。
如何使用，来个例子：

echo 'count: ' . $c->count() . '
';// 或者echo 'count: ' . count($c) . '
';

结果输出：

count: 2count: 2

IteratorAggregate、ArrayIterator的使用

如何实现迭代器的功能？如可进行 foreach 操作，提供迭代相关的函数等。
答案是：继承接口类 IteratorAggregate (聚合式迭代器)，并实现类中的接口：

abstract public Traversable getIterator ( void )

如何实现该接口，调用生成一个 ArrayIterator 类，该类可提供迭代器的所有功能。
现在回头看看 Collection 的源码是怎么实现的。
如何使用，来个例子：

$c['c'] = 'not just c';$iter = $c->getIterator(); //获取迭代器// 可方便地使用foreach操作foreach ($iter as $k => $v) {    echo "key: $k, val: $v 
";}echo 'count: ' . $iter->count() . '
'; // 当前数组元素个数$iter->rewind(); // 数组位置复位echo 'current: ' . $iter->current() . '
'; // 当前位置数组元素的值

结果输出：

key: a, val: hello a 
key: b, val: you are b 
key: c, val: not just c 
count: 3current: hello a

内置函数的使用

功能操作的一般使用内置函数，PHP 提供的内置函数功能已经很强大了，只需要简单地封装成一个类方法即可，函数其实使用不难，忘记怎么使用了去官网溜溜吧。

有些是为了兼容 PHP 低版本，所以还要另外实现一遍，如：

/** * 返回数组中指定的一列 */public function column($column_key, $index_key = null)

内置的 array_column() 需要 PHP5.5及以上版本才支持，而Collection类的应用目标是5.4及以上能使用，所以勉为其难地再实现了一遍。