PHP 8.5 管道运算符：小特性，大潜力

PHP 8.5 将于 2025 年 11 月发布，此次更新带来了一个期待已久的特性——管道运算符（|>）。这个看似简单的小特性，却有着巨大的潜力，不过它的实现过程却耗费了数年时间。

什么是管道运算符？

管道运算符写作|>，看似简单。它会获取左侧的值，并将其作为唯一参数传递给右侧的函数（在 PHP 中为callable），例如：

plain


$result = "Hello World" |> strlen(...)
// 等同于
$result = strlen("Hello World");

其真正有趣之处在于，当它被重复使用或串联起来形成一条“管道”时。比如在一个实际项目中，原本的代码经过改写使用管道操作后，变得更加清晰易读：

plain


$arr = [
  new Widget(tags: ['a', 'b', 'c']),
  new Widget(tags: ['c', 'd', 'e']),
  new Widget(tags: ['x', 'y', 'a']),
];

$result = $arr
    |> fn($x) => array_column($x, 'tags') // 获取数组的数组
    |> fn($x) => array_merge(...$x)       // 扁平化为一个大数组
    |> array_unique(...)                  // 去除重复项
    |> array_values(...)                  // 重新索引数组
;
// $result 为 ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'x', 'y']

如果不使用管道运算符，实现相同功能的代码要么是嵌套丑陋的：

plain


array_values(array_unique(array_merge(...array_column($arr, 'tags'))));

要么需要为每一步创建临时变量，这会带来额外的思维负担，而且这样的链式操作无法在match()块等单表达式上下文中使用，而管道链则可以。

熟悉 Unix/Linux 命令行的人可能会发现它与 shell 管道|相似，这并非偶然，它们的作用本质上是一样的：将左侧的输出作为右侧的输入。

管道运算符的由来

|>运算符在许多语言中都有出现，主要是在函数式编程语言中。F# 和 OCaml 拥有基本相同的运算符，Elixir 则有一个稍复杂的版本（我们曾考虑过，但目前最终决定不采用）。实际上，有许多 PHP 库也提供了类似的功能，只是步骤更为繁琐，包括作者自己的 Crell/fp。

而 PHP 管道的故事始于 Hack/HHVM，它是 Facebook 开发的 PHP 分支。Hack 包含了许多当时 PHP 5 所不具备的特性，其中很多最终被纳入了后续的 PHP 版本中，管道运算符便是其中之一，不过它有其独特之处。

2016 年，长期的 PHP 贡献者、HHVM 项目前开源负责人 Sara Golemon 提议将 Hack 的管道直接移植到 PHP 中。在该 RFC 中，管道的右侧不是callable，而是一个表达式，并使用一个特殊的$$标记（亲切地称为T_BLING）将左侧的结果注入其中。按照这种方式，上面的示例代码会是这样：

plain


$result = $arr
    |> array_column($$, 'tags')
    |> array_merge(...$$)
    |> array_unique($$)
    |> array_values($$)
;

这种方式虽然强大，但也有一定的局限性。它非常不标准，与其他任何语言都不同，而且还意味着一种奇怪的、一次性的部分调用函数的语法，这种语法仅在与管道结合使用时才有效。

该 RFC 并未进行投票。此后几年没有太多进展，直到 2020/2021 年。当时作者刚写完一本关于 PHP 函数式编程的书，其中谈到了函数组合，于是决定尝试实现管道运算符。特别是，作者与一个团队合作，将部分函数应用（PFA）作为一个独立的 RFC，与更传统的管道分开。其想法是，将一个多参数函数（如上面的array_column()）转换为|>所需的单参数函数，这本身就是一个有用的特性，并且应该可以在其他地方使用。其语法与 Hack 版本有所不同，为了使其更灵活：some_function(?, 5, ?, 3, ...)，这会将一个 5 个或更多参数的函数转换为一个 3 个参数的函数。

遗憾的是，由于一些引擎复杂性问题，PFA 没有通过，这在很大程度上也削弱了第二个管道 RFC。不过，我们也从中获得了一个安慰奖：由 Nikita Popov 提出的一等可调用对象（array_values(...)语法），本质上是部分函数应用的一个“初级”、简化版本。

时间快进到 2025 年，作者再次尝试实现管道运算符。这一次，在 PHP 基金会开发团队的 Ilija Tovilo 和 Arnaud Le Blanc 的大力帮助下，作者成功实现了它。真可谓事不过三。

大于各部分之和

如前所述，管道运算符看似简单。其实现本身几乎微不足道，实际上它只是临时变量版本的语法糖。然而，最好的特性是那些可以与其他特性结合使用，或者以新颖的方式使用以发挥更大作用的特性。

我们已经看到，一个漫长的数组操作过程现在可以浓缩为一个单一的链式表达式。现在想象一下，在只允许单一表达式的地方使用它，例如match()：

plain


$string = 'something GoesHERE';

$newString = match ($format) {
    'snake_case' => $string
        |> splitString(...)
        |> fn($x) => implode('_', $x)
        |> strtolower(...),
    'lowerCamel' => $string
        |> splitString(...),
        |> fn($x) => array_map(ucfirst(...), $x)
        |> fn($x) => implode('', $x)
        |> lcfirst(...),
    // 其他情况选项
};

此外，右侧也可以是一个返回Closure的函数调用。这意味着通过一些返回函数的函数：

plain


$profit = [1, 4, 5]
    |> loadSeveral(...)
    |> filter(isOnSale(...))
    |> map(sellWidget(...))
    |> array_sum(...)
;

这几乎与长期讨论的标量方法相同！只是管道更加灵活，因为你可以在右侧使用任何函数，而不仅仅是那些被语言设计者视为方法的函数。

在这一点上，管道非常接近“扩展函数”，这是 Kotlin 和 C# 的一个特性，允许编写看起来像对象上的方法但实际上是独立函数的函数。它们的写法略有不同（这里用|而不是-），但已经实现了 75% 的功能，而且是免费的。

再进一步思考，如果管道中的某些步骤可能返回null怎么办？我们可以通过一个单一的函数“提升”我们链中的元素，以与空安全方法相同的方式处理null值。

plain


function maybe(\\Closure $c): \\Closure
{
    return fn(mixed $arg) => $arg === null ? null : $c($arg);
}

$profit = [1, 4, 5]
    |> maybe(loadSeveral(...))
    |> maybe(filter(isOnSale(...)))
    |> maybe(map(sellWidget(...)))
    |> maybe(array_sum(...))
;

没错，我们只是用一个管道和一个单行函数实现了一个 Maybe 单子。

现在，考虑一下流的情况：

plain


fopen('pipes.md', 'rb') // 没有变量，所以当垃圾回收时它会自动关闭
    |> decode_rot13(...)
    |> lines_from_charstream(...)
    |> map(str_getcsv(...))
    |> map(Product::create(...))
    |> map($repo->save(...))
;

其潜力是巨大的。可以毫不夸张地说，管道运算符是近年来“性价比”最高的特性之一，与构造函数属性提升等优秀特性不相上下。而这一切都要归功于这一点点语法糖。

接下来会发生什么？

尽管管道是一个重要的里程碑，但我们的工作还没有完成。目前正在积极推进不止一个后续 RFC。

第一个是再次尝试部分函数应用。这是一个更大的特性，但一等可调用对象已经带来了许多必要的基础结构，这简化了实现。由于管道现在提供了一个自然的用例以及容易优化的点，值得再次尝试。在撰写本文时，它是否会纳入 PHP 8.5、推迟到 8.6 还是再次被拒绝还不确定，但作者对此充满希望。特别感谢 PHP 基金会团队的 Arnaud Le Blanc 接手并更新该实现。

第二个是函数组合运算符。管道会立即执行，而函数组合则通过将两个函数首尾相连来创建一个新函数。这意味着上面的流示例可以通过组合map()调用来进一步优化：

plain


fopen('pipes.md', 'rb')
    |> decode_rot13(...)
    |> lines_from_charstream(...)
    |> map(str_getcsv(...) + Product::create(...) + $repo->save(...))
;

这个特性肯定不会纳入 PHP 8.5，但作者希望能将其纳入 8.6。请继续关注。

特别感谢 PHP 基金会团队的 Ilija Tovilo 和 Arnaud Le Blanc 对管道实现的帮助。如果你想帮助推动 PHP 的发展，可以考虑成为赞助商。