什么是抽象語法樹？

抽象語法樹(abstract syntax tree，AST)是源代碼的抽象語法結(jié)構(gòu)的樹狀表示，樹上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都表示源代碼中的一種結(jié)構(gòu)，這所以說是抽象的，是因?yàn)槌橄笳Z法樹并不會(huì)表示出真實(shí)語法出現(xiàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，比如說，嵌套括號被隱含在樹的結(jié)構(gòu)中，并沒有以節(jié)點(diǎn)的形式呈現(xiàn)。抽象語法樹并不依賴于源語言的語法，也就是說語法分析階段所采用的上下文無文法【文法是用于描述語言的語法結(jié)構(gòu)的形式規(guī)則。任何一種語言都有它自己的文法,不管它是機(jī)器語言還是自然語言。】，因?yàn)樵趯懳姆〞r(shí)，經(jīng)常會(huì)對文法進(jìn)行等價(jià)的轉(zhuǎn)換(消除左遞歸，回溯，二義性等)，這樣會(huì)給文法分析引入一些多余的成分，對后續(xù)階段造成不利影響，甚至?xí)购蟼€(gè)階段變得混亂。因些，很多編譯器經(jīng)常要獨(dú)立地構(gòu)造語法分析樹，為前端，后端建立一個(gè)清晰的接口

PHP-Parser的項(xiàng)目主頁是https://github.com/nikic/PHP-Parser。可以對多版本的PHP進(jìn)行完美解析，生成一顆抽象語法樹。

新的執(zhí)行過程

PHP7 的內(nèi)核中有一個(gè)重要的變化是加入了 AST。在 PHP5中，從 php 腳本到 opcodes 的執(zhí)行的過程是：

1.Lexing：詞法掃描分析，將源文件轉(zhuǎn)換成 token 流；

2.Parsing：語法分析，在此階段生成 op arrays。

PHP7 中在語法分析階段不再直接生成 op arrays，而是先生成 AST，所以過程多了一步：

1.Lexing：詞法掃描分析，將源文件轉(zhuǎn)換成 token 流；

2.Parsing：語法分析，從 token 流生成抽象語法樹；

3.Compilation：從抽象語法樹生成 op arrays。

執(zhí)行時(shí)間和內(nèi)存消耗

從以上的步驟來看，這比之前的過程還多了一步，所以按常理來說這反而會(huì)增加程序的執(zhí)行時(shí)間和內(nèi)存的使用。但事實(shí)上內(nèi)存的使用確實(shí)增加了，但是執(zhí)行時(shí)間上卻有所降低。

以下結(jié)果是使用小(代碼大約 100 行)、中(大約 700 行)、大(大約 2800 行)三個(gè)腳本分別進(jìn)行測試得到的，測試腳本： https://gist.github.com/nikic/289b0c7538b46c2220bc.

每個(gè)文件編譯 100 次的執(zhí)行時(shí)間(注意文章的測試結(jié)果時(shí)間是 14 年，PHP7 還叫 PHP-NG 的時(shí)候)：

單次編譯中的內(nèi)存峰值：

單次編譯的測試結(jié)果可能并不能代表實(shí)際使用的情況，以下是使用 PhpParser 進(jìn)行完整項(xiàng)目測試得到的結(jié)果：

測試表明，使用 AST 之后程序的執(zhí)行時(shí)間整體上大概有 10% 到 15% 的提升，但是內(nèi)存消耗也有增加，在大文件單次編譯中增加明顯，但是在整個(gè)項(xiàng)目執(zhí)行過程中并不是很嚴(yán)重的問題。

還有注意的是以上的結(jié)果都是在沒有 Opcache 的情況下，生產(chǎn)環(huán)境中打開 Opcache 的情況下，內(nèi)存的消耗增加也不是很大的問題。

語義上的改變

如果僅僅是時(shí)間上的優(yōu)化，似乎也不是使用 AST 的充足理由。其實(shí)實(shí)現(xiàn) AST 并不是基于時(shí)間優(yōu)化上的考慮，而是為了解決語法上的問題。下面來看一下語義上的一些變化。

yield 不需要括號

在 PHP5 的實(shí)現(xiàn)中，如果在一個(gè)表達(dá)式上下文(例如在一個(gè)賦值表達(dá)式的右側(cè))中使用 yield，你必須在 yield 申明兩邊使用括號：<?php $result = yield fn(); // 不合法的 $result = (yield fn()); // 合法的

這種行為僅僅是因?yàn)?PHP5 的實(shí)現(xiàn)方式的限制，在 PHP7 中，括號不再是必須的了。所以下面這些寫法也都是合法的：<?php $result = yield; $result = yield $v; $result = yield $k => $v;

當(dāng)然了，還得遵循 yield 的應(yīng)用場景才行。

括號不影響行為

在 PHP5 中，<?php ($foo)['bar'] = 'baz'; # PHP Parse error: Syntax error, unexpected '[' on line 1

但是在 PHP7 中，兩種寫法表示同樣的意思。

同樣，如果函數(shù)的參數(shù)被括號包裹，類型檢查存在問題，在 PHP7 中這個(gè)問題也得到了解決：<?php function func() { return []; } function byRef(array &$a) { } byRef((func()));

以上代碼在 PHP5 中不會(huì)告警，除非使用 byRef(func()) 的方式調(diào)用，但是在 PHP7 中，不管 func() 兩邊有沒有括號都會(huì)產(chǎn)生以下錯(cuò)誤：PHP Strict standards: Only variables should be passed by reference ...

list() 的變化

list 關(guān)鍵字的行為改變了很多。list 給變量賦值的順序(等號左右同時(shí)的順序)以前是從右至左，現(xiàn)在是從左到右：<?php list($array[], $array[], $array[]) = [1, 2, 3]; var_dump($array); // PHP5: $array = [3, 2, 1] // PHP7: $array = [1, 2, 3] # 注意這里的左右的順序指的是等號左右同時(shí)的順序， # list($a, $b) = [1, 2] 這種使用中 $a == 1, $b == 2 是沒有疑問的。

產(chǎn)生上面變化的原因正是因?yàn)樵?PHP5 的賦值過程中，3 會(huì)最先被填入數(shù)組，1 最后，但是現(xiàn)在順序改變了。

同樣的變化還有：<?php $a = [1, 2]; list($a, $b) = $a; // PHP5: $a = 1, $b = 2 // PHP7: $a = 1, $b = null "Undefined index 1"

這是因?yàn)樵谝郧暗馁x值過程中 $b 先得到 2，然后 $a 的值才變成1，但是現(xiàn)在 $a 先變成了 1，不再是數(shù)組，所以 $b 就成了null。

list 現(xiàn)在只會(huì)訪問每個(gè)偏移量一次<?php list(list($a, $b)) = $array; // PHP5: $b = $array[0][1]; $a = $array[0][0]; // PHP7: // 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中間變量，得到 $array[0] 的值 $_tmp = $array[0]; $a = $_tmp[0]; $b = $_tmp[1];

空的 list 成員現(xiàn)在是全部禁止的，以前只是在某些情況下：<?php list() = $a; // 不合法 list($b, list()) = $a; // 不合法 foreach ($a as list()) // 不合法 (PHP5 中也不合法)

引用賦值的順序

引用賦值的順序在 PHP5 中是從右到左的，現(xiàn)在時(shí)從左到右：<?php $obj = new stdClass; $obj->a = &$obj->b; $obj->b = 1; var_dump($obj); // PHP5: object(stdClass)#1 (2) { ["b"] => &int(1) ["a"] => &int(1) } // PHP7: object(stdClass)#1 (2) { ["a"] => &int(1) ["b"] => &int(1) }

__clone 方法可以直接調(diào)用

現(xiàn)在可以直接使用 $obj->__clone() 的寫法去調(diào)用 __clone 方法。 __clone 是之前唯一一個(gè)被禁止直接調(diào)用的魔術(shù)方法，之前你會(huì)得到一個(gè)這樣的錯(cuò)誤：Fatal error:Cannot call __clone() method on objects -use 'clone $obj' instead in...

變量語法一致性

AST 也解決了一些語法一致性的問題，這些問題是在另外一個(gè) RFC 中被提出的：https://wiki.php.net/rfc/uniform_variable_syntax.

在新的實(shí)現(xiàn)上，以前的一些語法表達(dá)的含義和現(xiàn)在有些不同，具體的可以參照下面的表格：

整體上還是以前的順序是從右到左，現(xiàn)在從左到右，同時(shí)也遵循括號不影響行為的原則。這些復(fù)雜的變量寫法是在實(shí)際開發(fā)中需要注意的。

相關(guān)推薦：《PHP教程》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的php7 ast,PHP7 的抽象语法树（AST）带来的变化的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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