數組是PHP中非常強大、靈活的一種數據類型，它的底層實現為散列表(HashTable，也稱作：哈希表)

散列表是根據關鍵碼值(Key value)而直接進行訪問的數據結構，它的key - value之間存在一個映射函數，可以根據key通過映射函數直接索引到對應的value值，它不以關鍵字的比較為基本操作，采用直接尋址技術（就是說，它是直接通過key映射到內存地址上去的），從而加快查找速度，在理想情況下，無須任何比較就可以找到待查關鍵字，查找的期望時間為O(1)。

存放記錄的數組稱做散列表，這個數組用來存儲value，而value具體在數組中的存儲位置由映射函數根據key計算確定，映射函數可以采用取模的方式，key可以通過一些譬如“times 33”的算法得到一個整形值，然後與數組總大小取模得到在散列表中的存儲位置。這是一個普通散列表的實現，PHP散列表的實現整體也是這個思路，只是有幾個特殊的地方，下面就是PHP中HashTable的數據結構：

 1 struct _zend_array {
 2     zend_refcounted_h gc; //引用計數
 3     union {
 4         struct {
 5             ZEND_ENDIAN_LOHI_4(
 6                 zend_uchar    flags,
 7                 zend_uchar    nApplyCount,
 8                 zend_uchar    nIteratorsCount,
 9                 zend_uchar    consistency)
 
10         } v;
11         uint32_t flags;
12     } u;
13     uint32_t          nTableMask; //哈希值計算掩碼，等於nTableSize的負值(nTableMask = -nTableSize)
14     Bucket           *arData;     //存儲元素數組，指向第一個Bucket
15     uint32_t          nNumUsed;   //已用Bucket數
16     uint32_t          nNumOfElements; //哈希表有效元素數
17     uint32_t          nTableSize;     //
 
哈希表總大小，為2的n次方
18     uint32_t          nInternalPointer;
19     zend_long         nNextFreeElement; //下一個可用的數值索引,如:arr[] = 1;arr["a"] = 2;arr[] = 3;  則nNextFreeElement = 2;
20     dtor_func_t       pDestructor;
21 };

HashTable中有兩個非常相近的值:nNumUsed、nNumOfElements，nNumOfElements表示哈希表已有元素數，那這個值不跟nNumUsed一樣嗎？為什麽要定義兩個呢？實際上它們有不同的含義，當將一個元素從哈希表刪除時並不會將對應的Bucket移除，而是將Bucket存儲的zval修改為IS_UNDEF，只有擴容時發現nNumOfElements與nNumUsed相差達到一定數量(這個數量是:ht->nNumUsed - ht->nNumOfElements > (ht->nNumOfElements >> 5))時才會將已刪除的元素全部移除，重新構建哈希表。所以nNumUsed>=nNumOfElements

HashTable中另外一個非常重要的值arData，這個值指向存儲元素數組的第一個Bucket，插入元素時按順序 依次插入 數組，比如第一個元素在arData[0]、第二個在arData[1]...arData[nNumUsed]。PHP數組的有序性正是通過arData保證的，這是第一個與普通散列表實現不同的地方。

既然arData並不是按key映射的散列表，那麽映射函數是如何將key與arData中的value建立映射關系的呢？

實際上這個散列表也在arData中，比較特別的是散列表在ht->arData內存之前，分配內存時這個散列表與Bucket數組一起分配，arData向後移動到了Bucket數組的起始位置，並不是申請內存的起始位置，這樣散列表可以由arData指針向前移動訪問到，即arData[-1]、arData[-2]、arData[-3]......散列表的結構是uint32_t，它保存的是value在Bucket數組中的位置。

所以，整體來看HashTable主要依賴arData實現元素的存儲、索引。插入一個元素時先將元素按先後順序插入Bucket數組，位置是idx，再根據key的哈希值映射到散列表中的某個位置nIndex，將idx存入這個位置；查找時先在散列表中映射到nIndex，得到value在Bucket數組的位置idx，再從Bucket數組中取出元素。

映射函數(即：散列函數)是散列表的關鍵部分，它將key與value建立映射關系，一般映射函數可以根據key的哈希值與Bucket數組大小取模得到，即key->h % ht->nTableSize，但是PHP卻不是這麽做的：

nIndex = key->h | ht->nTableMask;

顯然位運算要比取模更快。

nTableMask為nTableSize的負數，即:nTableMask = -nTableSize，因為nTableSize等於2^n，所以nTableMask二進制位右側全部為0，也就保證了nIndex落在數組索引的範圍之內(|nIndex| <= nTableSize)：

哈希碰撞是指不同的key可能計算得到相同的哈希值(數值索引的哈希值直接就是數值本身)，但是這些值又需要插入同一個散列表。一般解決方法是將Bucket串成鏈表，查找時遍歷鏈表比較key。

PHP的實現也是如此，只是將鏈表的指針指向轉化為了數值指向，即：指向沖突元素的指針並沒有直接存在Bucket中，而是保存到了value的zval中：

 1 struct _zval_struct {
 2     zend_value        value;            /* value */
 3     ...
 4     union {
 5         uint32_t     var_flags;
 6         uint32_t     next;                 /* hash collision chain(哈希碰撞鏈) */
 7         uint32_t     cache_slot;           /* literal cache slot */
 8         uint32_t     lineno;               /* line number (for ast nodes) */
 9         uint32_t     num_args;             /* arguments number for EX(This) */
10         uint32_t     fe_pos;               /* foreach position */
11         uint32_t     fe_iter_idx;          /* foreach iterator index */
12     } u2;
13 };

當出現沖突時將原value的位置保存到新value的zval.u2.next中，然後將新插入的value的位置更新到散列表，也就是後面沖突的value始終插入header

數組中存儲元素的結構

1 typedef struct _Bucket {
2     zval              val; //存儲的具體value，這裏嵌入了一個zval，而不是一個指針
3     zend_ulong        h;   //key根據times 33計算得到的哈希值，或者是數值索引編號
4     zend_string      *key; //存儲元素的key
5 } Bucket;

php 數組的結構和定義