深入理解PHP中的Iterable介面

一、什麼是Iterable介面

Iterable介面是PHP 7.1中新增加的一個介面，用來表示一個類是否能夠被迭代。一個類只要實現了Iterator或者IteratorAggregate介面，就可以被foreach迭代。

實現Iterator介面需要實現以下4個方法：

	class MyIterator implements Iterator {
	    private $items = [];
	    private $currentIndex = 0;
	
	    public function __construct(array $items) {
	        $this->items = $items;
	    }
	
	    public function rewind() {
	        $this->currentIndex = 0;
	    }
	
	    public function current() {
	        return $this->items[$this->currentIndex];
	    }
	
	    public function key() {
	        return $this->currentIndex;
	    }
	
	    public function next() {
	        $this->currentIndex++;
	    }
	
	    public function valid() {
	        return isset($this->items[$this->currentIndex]);
	    }
	}

實現IteratorAggregate介面需要實現一個getIterator方法，返回一個實現了Iterator介面的對象，例如：

	class MyIterable implements IteratorAggregate {
	    private $items = [];
	
	    public function __construct(array $items) {
	        $this->items = $items;
	    }
	
	    public function getIterator() {
	        return new MyIterator($this->items);
	    }
	}

二、Iterable介面的作用

Iterable介面的作用是可以讓我們自定義的數據結構通過foreach語法進行遍歷。

例如下面這個例子，我們可以實現一個自定義的鏈表數據結構，並使用foreach語法遍歷鏈表：

	class ListNode {
	    public $val = 0;
	    public $next = null;
	
	    public function __construct($val) {
	        $this->val = $val;
	    }
	}
	
	class LinkedList implements IteratorAggregate {
	    public $head = null;
	    public $tail = null;
	    public $count = 0;
	
	    public function add($node) {
	        if ($this->head == null) {
	            $this->head = $node;
	            $this->tail = $node;
	        } else {
	            $this->tail->next = $node;
	            $this->tail = $node;
	        }
	        $this->count++;
	    }
	
	    public function getIterator() {
	        $node = $this->head;
	        while ($node) {
	            yield $node;
	            $node = $node->next;
	        }
	    }
	}
	
	$list = new LinkedList();
	$list->add(new ListNode(1));
	$list->add(new ListNode(2));
	$list->add(new ListNode(3));
	
	foreach ($list as $node) {
	    echo $node->val . " ";
	}
	// output: 1 2 3

通過實現IteratorAggregate介面，並使getIterator方法返回一個生成器，就可以實現在自定義的鏈表數據結構上使用foreach語法遍歷。

三、Iterable介面的注意事項

在實現IteratorAggregate介面時，如果返回的Iterator沒有實現Rewindable介面，那麼鍵為0的元素不會被遍歷。

例如下面的例子：

	class MyIterator implements Iterator {
	    private $count = 3;
	    private $currentIndex = 0;
	
	    public function rewind() {
	        $this->currentIndex = 0;
	    }
	
	    public function current() {
	        return $this->currentIndex;
	    }
	
	    public function key() {
	        return $this->currentIndex;
	    }
	
	    public function next() {
	        $this->currentIndex++;
	        $this->count--;
	    }
	
	    public function valid() {
	        return $this->count > 0;
	    }
	}
	
	class MyIterable implements IteratorAggregate {
	    public function getIterator() {
	        return new MyIterator();
	    }
	}
	
	$iterable = new MyIterable();
	foreach ($iterable as $key => $value) {
	    echo "{$key} => {$value}\n";
	}
	// 輸出為1 => 1， 2 => 2

在這個例子中，$key為0的元素並沒有被遍歷，這是因為MyIterator沒有實現Rewindable介面。如果要使所有元素都被遍歷，需要在MyIterator中實現rewind方法。

四、Iterable介面的擴展

除了Iterator和IteratorAggregate介面，PHP還提供了Generator介面，它讓我們可以在調用生成器函數時，使用foreach語法一樣地對生成器提供迭代器。同時，Generator方法可以實現中斷和恢復執行的能力，可以用於處理大量數據進行分批次處理。

以數據分塊為例，下面是處理csv文件時，使用Generator實現文件分塊處理的一個例子：

	function readData($filename, $blockSize) {
	    if (!$handle = fopen($filename, 'r')) {
	        throw new InvalidArgumentException("Cannot open file ($filename)");
	    }
	
	    $lineCount = 0;
	    $block = "";
	    while (!feof($handle)) {
	        $line = fgets($handle);
	        $block .= $line;
	        $lineCount++;
	        if ($lineCount >= $blockSize) {
	            $lineCount = 0;
	            yield $block;
	            $block = "";
	        }
	    }
	
	    if (!empty($block)) {
	        yield $block;
	    }
	    fclose($handle);
	}
	
	$filename = "large.csv";
	$blockSize = 1000;
	foreach (readData($filename, $blockSize) as $block) {
	    // process each block of data
	}

此處是一個基於Generator實現的分塊處理csv文件的例子，可以使用foreach語法一樣地對生成器提供迭代器，同時也支持生成器的中斷和恢復執行的能力，可以用於處理大量數據進行分批次處理。

五、總結

Iterable介面是PHP 7.1新增的一個介面，使用Iterable介面可以實現自定義的數據結構在遍歷時使用foreach語法。通過實現Iterator或IteratorAggregate介面，並使getIterator方法返回一個可迭代的對象，就可以在自定義的數據結構上使用foreach語法。

除了Iterator和IteratorAggregate介面，PHP還提供了Generator介面，可以在調用生成器函數時，使用foreach語法一樣地對生成器提供迭代器。Generator方法可以實現中斷和恢復執行的能力，可以用於處理大量數據進行分塊處理。