PHP函数编程实战指南:从基础到高级应用
Orion K Lv6

PHP函数编程实战指南:从基础到高级应用

函数是PHP编程的核心概念之一,也是代码复用和模块化的基础。在我多年的PHP开发经验中,我发现很多初学者对函数的理解还停留在表面。今天我想分享一些关于PHP函数的深入知识和实用技巧。

函数的基本定义和调用

1. 基本语法

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<?php
// 基本函数定义
function greet($name) {
return "你好," . $name . "!";
}

// 函数调用
echo greet("张三"); // 输出:你好,张三!

// 无参数函数
function getCurrentTime() {
return date("Y-m-d H:i:s");
}

echo "当前时间:" . getCurrentTime() . "\n";
?>

2. 函数命名规范

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<?php
// 好的函数命名(动词开头,描述性强)
function calculateTotalPrice($price, $tax) {
return $price * (1 + $tax);
}

function validateEmail($email) {
return filter_var($email, FILTER_VALIDATE_EMAIL) !== false;
}

function getUserById($id) {
// 模拟数据库查询
return ["id" => $id, "name" => "用户" . $id];
}

// 使用示例
$price = calculateTotalPrice(100, 0.1);
$isValid = validateEmail("test@example.com");
$user = getUserById(123);
?>

参数传递详解

1. 值传递(默认方式)

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<?php
function modifyValue($value) {
$value = $value * 2;
echo "函数内部:$value\n";
}

$number = 10;
modifyValue($number);
echo "函数外部:$number\n"; // 仍然是10,原值未改变
?>

2. 引用传递

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<?php
function modifyByReference(&$value) {
$value = $value * 2;
echo "函数内部:$value\n";
}

$number = 10;
modifyByReference($number);
echo "函数外部:$number\n"; // 变成20,原值被修改

// 实际应用:交换两个变量的值
function swap(&$a, &$b) {
$temp = $a;
$a = $b;
$b = $temp;
}

$x = 5;
$y = 10;
echo "交换前:x=$x, y=$y\n";
swap($x, $y);
echo "交换后:x=$x, y=$y\n";
?>

3. 默认参数

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<?php
// 默认参数必须放在最后
function createUser($name, $age = 18, $city = "北京") {
return [
"name" => $name,
"age" => $age,
"city" => $city
];
}

// 不同的调用方式
$user1 = createUser("张三");
$user2 = createUser("李四", 25);
$user3 = createUser("王五", 30, "上海");

print_r($user1);
print_r($user2);
print_r($user3);
?>

4. 可变参数

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<?php
// PHP 5.6+ 使用...语法
function sum(...$numbers) {
$total = 0;
foreach ($numbers as $number) {
$total += $number;
}
return $total;
}

echo sum(1, 2, 3, 4, 5) . "\n"; // 输出:15
echo sum(10, 20) . "\n"; // 输出:30

// 传统方式(PHP 5.6之前)
function sumTraditional() {
$args = func_get_args();
$total = 0;
foreach ($args as $arg) {
$total += $arg;
}
return $total;
}

echo sumTraditional(1, 2, 3) . "\n"; // 输出:6
?>

5. 类型声明(PHP 7+)

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<?php
// 标量类型声明
function divide(float $a, float $b): float {
if ($b == 0) {
throw new InvalidArgumentException("除数不能为零");
}
return $a / $b;
}

// 数组类型声明
function processUsers(array $users): int {
return count($users);
}

// 可空类型(PHP 7.1+)
function findUser(?int $id): ?array {
if ($id === null) {
return null;
}
// 模拟查找用户
return $id > 0 ? ["id" => $id, "name" => "用户$id"] : null;
}

// 使用示例
try {
echo divide(10.5, 2.5) . "\n"; // 输出:4.2
echo processUsers(["user1", "user2"]) . "\n"; // 输出:2

$user = findUser(123);
if ($user) {
echo "找到用户:" . $user["name"] . "\n";
}
} catch (Exception $e) {
echo "错误:" . $e->getMessage() . "\n";
}
?>

变量作用域和静态变量

1. 局部作用域和全局作用域

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<?php
$globalVar = "我是全局变量";

function testScope() {
$localVar = "我是局部变量";

// 访问全局变量的方法1:使用global关键字
global $globalVar;
echo "方法1:$globalVar\n";

// 访问全局变量的方法2:使用$GLOBALS超全局数组
echo "方法2:" . $GLOBALS['globalVar'] . "\n";

// 修改全局变量
$GLOBALS['globalVar'] = "全局变量被修改了";
}

testScope();
echo "修改后的全局变量:$globalVar\n";

// 函数外部无法访问局部变量
// echo $localVar; // 这会产生错误
?>

2. 静态变量

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<?php
// 静态变量保持其值在函数调用之间
function counter() {
static $count = 0;
$count++;
echo "调用次数:$count\n";
return $count;
}

counter(); // 输出:调用次数:1
counter(); // 输出:调用次数:2
counter(); // 输出:调用次数:3

// 实际应用:单例模式的简单实现
function getDatabase() {
static $db = null;

if ($db === null) {
echo "创建数据库连接\n";
$db = new stdClass(); // 模拟数据库连接
$db->connected = true;
}

return $db;
}

$db1 = getDatabase(); // 输出:创建数据库连接
$db2 = getDatabase(); // 不会再次创建
var_dump($db1 === $db2); // 输出:bool(true)
?>

匿名函数和闭包

1. 基本匿名函数

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<?php
// 将匿名函数赋值给变量
$greet = function($name) {
return "你好,$name!";
};

echo $greet("李四") . "\n";

// 作为回调函数使用
$numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

$squared = array_map(function($n) {
return $n * $n;
}, $numbers);

print_r($squared); // [1, 4, 9, 16, 25]
?>

2. 闭包(使用use关键字)

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<?php
$message = "外部变量";
$multiplier = 3;

// 使用use关键字捕获外部变量
$closure = function($name) use ($message, $multiplier) {
return "$message$name,乘数是$multiplier";
};

echo $closure("张三") . "\n";

// 通过引用捕获外部变量
$counter = 0;
$increment = function() use (&$counter) {
$counter++;
echo "计数器:$counter\n";
};

$increment(); // 输出:计数器:1
$increment(); // 输出:计数器:2
echo "外部计数器:$counter\n"; // 输出:外部计数器:2
?>

3. 高阶函数应用

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<?php
// 创建一个返回函数的函数
function createMultiplier($factor) {
return function($number) use ($factor) {
return $number * $factor;
};
}

$double = createMultiplier(2);
$triple = createMultiplier(3);

echo $double(5) . "\n"; // 输出:10
echo $triple(5) . "\n"; // 输出:15

// 函数组合
function compose($f, $g) {
return function($x) use ($f, $g) {
return $f($g($x));
};
}

$addOne = function($x) { return $x + 1; };
$double = function($x) { return $x * 2; };

$addOneThenDouble = compose($double, $addOne);
echo $addOneThenDouble(5) . "\n"; // 输出:12 ((5+1)*2)
?>

递归函数

1. 基本递归

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<?php
// 计算阶乘
function factorial($n) {
if ($n <= 1) {
return 1; // 基础情况
}
return $n * factorial($n - 1); // 递归调用
}

echo "5的阶乘:" . factorial(5) . "\n"; // 输出:120

// 斐波那契数列
function fibonacci($n) {
if ($n <= 1) {
return $n;
}
return fibonacci($n - 1) + fibonacci($n - 2);
}

echo "第10个斐波那契数:" . fibonacci(10) . "\n"; // 输出:55
?>

2. 尾递归优化

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<?php
// 普通递归(可能导致栈溢出)
function factorialNormal($n) {
if ($n <= 1) return 1;
return $n * factorialNormal($n - 1);
}

// 尾递归版本(更高效)
function factorialTail($n, $acc = 1) {
if ($n <= 1) return $acc;
return factorialTail($n - 1, $n * $acc);
}

echo "普通递归:" . factorialNormal(5) . "\n";
echo "尾递归:" . factorialTail(5) . "\n";
?>

3. 递归遍历目录

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<?php
function listDirectory($dir, $level = 0) {
$indent = str_repeat(" ", $level);

if (is_dir($dir)) {
echo $indent . "[目录] " . basename($dir) . "\n";

$files = scandir($dir);
foreach ($files as $file) {
if ($file != "." && $file != "..") {
listDirectory($dir . "/" . $file, $level + 1);
}
}
} else {
echo $indent . "[文件] " . basename($dir) . "\n";
}
}

// 使用示例(注意:这里只是演示,实际使用时请确保目录存在)
// listDirectory("/path/to/directory");
?>

错误处理和异常

1. 基本错误处理

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<?php
function safeDivide($a, $b) {
if ($b == 0) {
trigger_error("除数不能为零", E_USER_ERROR);
return false;
}
return $a / $b;
}

// 设置错误处理函数
function customErrorHandler($errno, $errstr, $errfile, $errline) {
echo "错误 [$errno]: $errstr 在文件 $errfile$errline 行\n";
}

set_error_handler("customErrorHandler");

$result = safeDivide(10, 0);
?>

2. 异常处理

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<?php
class MathException extends Exception {}

function divide($a, $b) {
if ($b == 0) {
throw new MathException("除数不能为零");
}
return $a / $b;
}

function calculateAverage(array $numbers) {
if (empty($numbers)) {
throw new InvalidArgumentException("数组不能为空");
}

$sum = array_sum($numbers);
return $sum / count($numbers);
}

// 使用try-catch处理异常
try {
echo divide(10, 2) . "\n"; // 正常执行
echo divide(10, 0) . "\n"; // 抛出异常
} catch (MathException $e) {
echo "数学错误:" . $e->getMessage() . "\n";
} catch (Exception $e) {
echo "其他错误:" . $e->getMessage() . "\n";
} finally {
echo "清理工作\n";
}

try {
$avg = calculateAverage([]);
} catch (InvalidArgumentException $e) {
echo "参数错误:" . $e->getMessage() . "\n";
}
?>

函数的高级应用

1. 回调函数

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<?php
// 定义一些回调函数
function processSuccess($data) {
echo "处理成功:" . json_encode($data) . "\n";
}

function processError($error) {
echo "处理失败:$error\n";
}

// 使用回调函数的主函数
function processData($data, $successCallback, $errorCallback) {
if (is_array($data) && !empty($data)) {
$successCallback($data);
} else {
$errorCallback("数据无效");
}
}

// 使用示例
processData(["name" => "张三"], "processSuccess", "processError");
processData(null, "processSuccess", "processError");

// 使用匿名函数作为回调
processData(
["age" => 25],
function($data) { echo "匿名成功回调:" . json_encode($data) . "\n"; },
function($error) { echo "匿名错误回调:$error\n"; }
);
?>

2. 函数缓存(记忆化)

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<?php
function memoize($func) {
static $cache = [];

return function() use ($func, &$cache) {
$args = func_get_args();
$key = serialize($args);

if (!isset($cache[$key])) {
$cache[$key] = call_user_func_array($func, $args);
}

return $cache[$key];
};
}

// 原始的斐波那契函数(效率低)
function fibonacciSlow($n) {
if ($n <= 1) return $n;
return fibonacciSlow($n - 1) + fibonacciSlow($n - 2);
}

// 使用记忆化优化
$fibonacciFast = memoize('fibonacciSlow');

$start = microtime(true);
echo "慢速版本:" . fibonacciSlow(30) . "\n";
echo "耗时:" . (microtime(true) - $start) . "秒\n";

$start = microtime(true);
echo "快速版本:" . $fibonacciFast(30) . "\n";
echo "耗时:" . (microtime(true) - $start) . "秒\n";
?>

3. 函数装饰器

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<?php
function timer($func) {
return function() use ($func) {
$start = microtime(true);
$result = call_user_func_array($func, func_get_args());
$end = microtime(true);

echo "函数执行时间:" . ($end - $start) . "秒\n";
return $result;
};
}

function logger($func) {
return function() use ($func) {
$args = func_get_args();
echo "调用函数,参数:" . json_encode($args) . "\n";

$result = call_user_func_array($func, $args);

echo "函数返回:" . json_encode($result) . "\n";
return $result;
};
}

// 原始函数
function slowFunction($n) {
sleep(1); // 模拟耗时操作
return $n * 2;
}

// 应用装饰器
$timedFunction = timer('slowFunction');
$loggedFunction = logger($timedFunction);

$result = $loggedFunction(5);
?>

常见错误和最佳实践

1. 避免全局变量污染

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<?php
// 不好的做法
$config = ["db_host" => "localhost"];

function getDbHost() {
global $config;
return $config["db_host"];
}

// 更好的做法:使用参数传递
function getDbHostBetter($config) {
return $config["db_host"];
}

// 最佳做法:使用类或命名空间封装
class Config {
private static $config = ["db_host" => "localhost"];

public static function get($key) {
return self::$config[$key] ?? null;
}
}

echo Config::get("db_host") . "\n";
?>

2. 函数单一职责原则

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<?php
// 不好的做法:一个函数做太多事情
function processUserBad($userData) {
// 验证数据
if (empty($userData["name"])) {
throw new Exception("姓名不能为空");
}

// 保存到数据库
// ... 数据库操作代码

// 发送邮件
// ... 邮件发送代码

// 记录日志
// ... 日志记录代码

return true;
}

// 好的做法:拆分成多个函数
function validateUser($userData) {
if (empty($userData["name"])) {
throw new Exception("姓名不能为空");
}
return true;
}

function saveUser($userData) {
// 数据库保存逻辑
return true;
}

function sendWelcomeEmail($userData) {
// 邮件发送逻辑
return true;
}

function logUserCreation($userData) {
// 日志记录逻辑
return true;
}

function processUserGood($userData) {
validateUser($userData);
saveUser($userData);
sendWelcomeEmail($userData);
logUserCreation($userData);
return true;
}
?>

3. 合理使用类型声明

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<?php
// PHP 7.4+ 支持属性类型声明
class User {
private string $name;
private int $age;
private ?string $email; // 可空类型

public function __construct(string $name, int $age, ?string $email = null) {
$this->name = $name;
$this->age = $age;
$this->email = $email;
}

public function getName(): string {
return $this->name;
}

public function getAge(): int {
return $this->age;
}

public function getEmail(): ?string {
return $this->email;
}
}

// 使用类型声明的函数
function processUsers(array $users): int {
$count = 0;
foreach ($users as $user) {
if ($user instanceof User) {
$count++;
}
}
return $count;
}
?>

性能优化技巧

1. 避免重复计算

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<?php
// 不好的做法
function processItems($items) {
for ($i = 0; $i < count($items); $i++) { // 每次循环都调用count()
echo $items[$i] . "\n";
}
}

// 好的做法
function processItemsBetter($items) {
$count = count($items); // 只调用一次count()
for ($i = 0; $i < $count; $i++) {
echo $items[$i] . "\n";
}
}

// 最佳做法
function processItemsBest($items) {
foreach ($items as $item) { // 使用foreach更高效
echo $item . "\n";
}
}
?>

2. 合理使用引用传递

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<?php
// 对于大数组,使用引用传递避免复制
function processLargeArray(array &$largeArray) {
// 直接操作原数组,不产生副本
foreach ($largeArray as &$item) {
$item = strtoupper($item);
}
unset($item); // 销毁引用
}

$data = array_fill(0, 10000, "test");
processLargeArray($data);
?>

总结

PHP函数编程的核心要点:

  1. 合理设计函数接口:参数清晰,返回值明确
  2. 遵循单一职责原则:一个函数只做一件事
  3. 善用类型声明:提高代码可读性和健壮性
  4. 理解作用域:合理使用局部、全局和静态变量
  5. 掌握高级特性:匿名函数、闭包、递归等
  6. 注重错误处理:使用异常机制处理错误情况
  7. 考虑性能优化:避免不必要的计算和内存复制
  8. 保持代码简洁:优先使用内置函数和标准库

通过掌握这些概念和技巧,你可以写出更加优雅、高效的PHP代码。记住,好的函数设计不仅要功能正确,还要易于理解、测试和维护。

希望这篇文章能帮助你更深入地理解PHP函数编程!

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