php对gb编码动态转utf-8编码的几种方法评测

  • 来源: 互联网 作者: rocket   2008-03-17/09:51
  • 在《IP地址->地理位置转换的测评》一文中提到用ip2addr函数直接读取IP数据库文件是效率最高的,相比用MySQL数据库存储IP数据,用SQL查询是效率最低的。但是IP数据库文件QQWry.dat是GB2312编码的。现在我需要UTF-8编码的地理位置结果。如果用MySQL方法,可以在数据存入数据库时就转换为UTF-8编码,一劳永逸。但是QQWry.dat文件又无法修改,只能把ip2addr函数的输出结果再进行动态转换。

    动态转换GB->UTF-8编码至少有四种方法:

    用PHP的iconv扩展转换

    用PHP的mb_string扩展转换

    用对换表转换,对换表存储在MySQL数据库中

    用对换表转换,对换表存储在文本文件中

    前两种方法要服务器作了相应设置(编译安装了相应扩展)才能使用。我的虚拟主机没有这两个扩展,只好考虑后两种方法。前两个方法本文也不进行测评。

    测评程序如下(func_ip.php参见《IP地址->地理位置转换的测评》一文):

    <?php
    require_once ("func_ip.php");
    function u2utf8($c) {
      $str = "";
      if ($c < 0x80) {
        $str .= $c;
      } elseif ($c < 0x800) {
        $str .= chr(0xC0 | $c >> 6);
        $str .= chr(0x80 | $c & 0x3F);
      } elseif ($c < 0x10000) {
        $str .= chr(0xE0 | $c >> 12);
        $str .= chr(0x80 | $c >> 6 & 0x3F);
        $str .= chr(0x80 | $c & 0x3F);
      } elseif ($c < 0x200000) {
        $str .= chr(0xF0 | $c >> 18);
        $str .= chr(0x80 | $c >> 12 & 0x3F);
        $str .= chr(0x80 | $c >> 6 & 0x3F);
        $str .= chr(0x80 | $c & 0x3F);
      }
      return $str;
    }
    function GB2UTF8_SQL($strGB) {
      if (!trim($strGB)) return $strGB;
      $strRet = "";
      $intLen = strlen($strGB);
      for ($i = 0; $i < $intLen; $i++) {
        if (ord($strGB{$i}) > 127) {
            $strCurr = substr($strGB, $i, 2);
            $intGB = hexdec(bin2hex($strCurr)) - 0x8080;
            $strSql = "SELECT code_unicode FROM nnstats_gb_unicode
              WHERE code_gb = ".$intGB." LIMIT 1"
            ;
            $resResult = mysql_query($strSql);
            if ($arrCode = mysql_fetch_array($resResult)) $strRet .= u2utf8($arrCode["code_unicode"]);
            else $strRet .= "??";
            $i++;
        } else {
            $strRet .= $strGB{$i};
        }
      }
      return $strRet;
    }
    function GB2UTF8_FILE($strGB) {
      if (!trim($strGB)) return $strGB;
      $arrLines = file("gb_unicode.txt");
      foreach ($arrLines as $strLine) {
        $arrCodeTable[hexdec(substr($strLine, 0, 6))] = hexdec(substr($strLine, 7, 6));
      }
      $strRet = "";
      $intLen = strlen($strGB);
      for ($i = 0; $i < $intLen; $i++) {
        if (ord($strGB{$i}) > 127) {
            $strCurr = substr($strGB, $i, 2);
            $intGB = hexdec(bin2hex($strCurr)) - 0x8080;
            if ($arrCodeTable[$intGB]) $strRet .= u2utf8($arrCodeTable[$intGB]);
            else $strRet .= "??";
            $i++;
        } else {
            $strRet .= $strGB{$i};
        }
      }
      return $strRet;
    }
    function EncodeIp($strDotquadIp) {
      $arrIpSep = explode('.', $strDotquadIp);
      if (count($arrIpSep) != 4) return 0;
      $intIp = 0;  
      foreach ($arrIpSep as $k => $v) $intIp += (int)$v * pow(256, 3 - $k);
      return $intIp;
      //return sprintf('%02x%02x%02x%02x', $arrIpSep[0], $arrIpSep[1], $arrIpSep[2], $arrIpSep[3]);
    }
    function GetMicroTime() {
      list($msec, $sec) = explode(" ", microtime());
      return ((double)$msec + (double)$sec);
    }
    for ($i = 0; $i < 100; $i++) { // 随机产生100个ip地址
      $strIp = mt_rand(0, 255).".".mt_rand(0, 255).".".mt_rand(0, 255).".".mt_rand(0, 255);
      $arrAddr[$i] = ip2addr(EncodeIp($strIp));
    }
    $resConn = mysql_connect("localhost", "netnest", "netnest");
    mysql_select_db("test");
    // 测评MySQL查询的编码转换
    $dblTimeStart = GetMicroTime();
    for ($i = 0; $i < 100; $i++) {
      $strUTF8Region = GB2UTF8_SQL($arrAddr[$i]["region"]);
      $strUTF8Address = GB2UTF8_SQL($arrAddr[$i]["address"]);
    }
    $dblTimeDuration = GetMicroTime() - $dblTimeStart;
    // 测评结束并输出结果
    echo $dblTimeDuration; echo "\r\n";
    // 测评文本文件查询的编码转换
    $dblTimeStart = GetMicroTime();
    for ($i = 0; $i < 100; $i++) {
      $strUTF8Region = GB2UTF8_FILE($arrAddr[$i]["region"]);
      $strUTF8Address = GB2UTF8_FILE($arrAddr[$i]["address"]);
    }
    $dblTimeDuration = GetMicroTime() - $dblTimeStart;
    // 测评结束并输出结果
    echo $dblTimeDuration; echo "\r\n";
    ?>
    测评两次结果(精确到3位小数,单位是秒):

    MySQL查询转换:0.112
    文本查询转换:10.590

    MySQL查询转换:0.099
    文本查询转换:10.623

    可见这次是MySQL方法遥遥领先于文件查询法。但是现在还不急于使用MySQL方法,因为文本文件方法之所以如此耗时,主要因为它每次转换都要把整个gb_unicode.txt读入内存,而gb_unicode.txt又是文本文件,格式如下:

    0x2121   0x3000   # IDEOGRAPHIC SPACE
    0x2122   0x3001   # IDEOGRAPHIC COMMA
    0x2123   0x3002   # IDEOGRAPHIC FULL STOP
    0x2124   0x30FB   # KATAKANA MIDDLE DOT
    0x2125   0x02C9   # MODIFIER LETTER MACRON (Mandarin Chinese first tone)
    ……
    0x552A   0x6458   # <CJK>
    0x552B   0x658B   # <CJK>
    0x552C   0x5B85   # <CJK>
    0x552D   0x7A84   # <CJK>
    ……
    0x777B   0x9F37   # <CJK>
    0x777C   0x9F3D   # <CJK>
    0x777D   0x9F3E   # <CJK>
    0x777E   0x9F44   # <CJK>

    文本文件效率较低,于是考虑把文本文件转换为二进制文件,然后用折半法查找这个文件,而不需要把整个文件读入内存。文件格式为:文件头2字节,存储记录数;接着一条接一条记录存入文件,每条记录4字节,前2字节对应GB代码,后2字节对应Unicode代码。转换程序如下:

    <?php
    $arrLines = file("gb_unicode.txt");
    foreach ($arrLines as $strLine) {
      $arrCodeTable[hexdec(substr($strLine, 0, 6))] = hexdec(substr($strLine, 7, 6));
    }
    ksort($arrCodeTable);
    $intCount = count($arrCodeTable);
    $strCount = chr($intCount % 256) . chr(floor($intCount / 256));
    $fileGBU = fopen("gbu.dat", "wb");
    fwrite($fileGBU, $strCount);
    foreach ($arrCodeTable as $k => $v) {
      $strData = chr($k % 256) . chr(floor($k / 256)) . chr($v % 256) . chr(floor($v / 256));
      fwrite($fileGBU, $strData);
    }
    fclose($fileGBU);
    ?>
    执行程序后就获得了二进制的GB->Unicode对照表gbu.dat,并且数据记录按GB代码排了序,便于折半法查找。使用gbu.dat进行转码的函数如下:

    function GB2UTF8_FILE1($strGB) {
      if (!trim($strGB)) return $strGB;
      $fileGBU = fopen("gbu.dat", "rb");
      $strBuf = fread($fileGBU, 2);
      $intCount = ord($strBuf{0}) + 256 * ord($strBuf{1});
      $strRet = "";
      $intLen = strlen($strGB);
      for ($i = 0; $i < $intLen; $i++) {
        if (ord($strGB{$i}) > 127) {
            $strCurr = substr($strGB, $i, 2);
            $intGB = hexdec(bin2hex($strCurr)) - 0x8080;
            $intStart = 1;
            $intEnd = $intCount;
            while ($intStart < $intEnd - 1) { // 折半法查找
              $intMid = floor(($intStart + $intEnd) / 2);
              $intOffset = 2 + 4 * ($intMid - 1);
              fseek($fileGBU, $intOffset);
              $strBuf = fread($fileGBU, 2);
              $intCode = ord($strBuf{0}) + 256 * ord($strBuf{1});
              if ($intGB == $intCode) {
                $intStart = $intMid;
                break;
              }
              if ($intGB > $intCode) $intStart = $intMid;
              else $intEnd = $intMid;
            }
            $intOffset = 2 + 4 * ($intStart - 1);
            fseek($fileGBU, $intOffset);
            $strBuf = fread($fileGBU, 2);
            $intCode = ord($strBuf{0}) + 256 * ord($strBuf{1});
            if ($intGB == $intCode) {
              $strBuf = fread($fileGBU, 2);
              $intCodeU = ord($strBuf{0}) + 256 * ord($strBuf{1});
              $strRet .= u2utf8($intCodeU);
            } else {
              $strRet .= "??";
            }
            $i++;
        } else {
            $strRet .= $strGB{$i};
        }
      }
      return $strRet;
    }
    把其加到原来的测评程序,对三种方法同时测评2次得到数据(精确到3位小数,单位:秒):

    MySQL方法:0.125
    文本文件方法:10.873
    二进制文件折半法:0.106

    MySQL方法:0.102
    文本文件方法:10.677
    二进制文件折半法:0.092

    可见二进制文件折半法还比MySQL法略有优势。但是上述测评都是对短的地理位置进行转码,如果对较长的文本转码又如何呢?我找来5个Blog的RSS 2.0文件,都是GB2312编码。测评三种方法对5个文件编码耗费的时间,2次测量数据如下(精确到3位小数,单位:秒):

    MySQL方法:7.206
    文本文件方法:0.772
    二进制文件折半法:5.022

    MySQL方法:7.440
    文本文件方法:0.766
    二进制文件折半法:5.055

    可见对长的文本是用文本文件的方法最优,因为转码对照表读入内存后,转码就可以很高效了。既然如此,我们还可以尝试改进一下,把文本文件方法改为:转码对照表从二进制文件gbu.dat读入内存,而不是文本文件。测评数据如下(精度和单位同上):

    从文本文件读入对照表:0.766
    从二进制文件读入对照表:0.831

    从文本文件读入对照表:0.774
    从二进制文件读入对照表:0.833

    表明这次改进失败了,从文本文件读入转码对照表更高效。

    总结:用PHP对GB编码到UTF-8编码的动态转换,如果每次转换的文本很小,适宜用二进制文件结合折半法转换;如果每次转换的文本较大,适宜用文本文件存储转码对照表,并在转换前一次性把对照表读入内存。


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