PHP 多维数组详解

多维数组是包含一个或多个数组的数组，可以创建复杂的数据结构来组织和处理层次化数据。在 PHP 中，我们可以创建二维、三维甚至更高维度的数组。

什么是多维数组？

多维数组是指数组中的元素本身也是数组，这种嵌套结构允许我们创建更复杂的数据组织形式。

多维数组的特点：

数组中的元素可以是另一个数组
支持创建二维、三维甚至更高维度的数据结构
适合表示表格数据、树状结构等复杂数据
可以通过多层索引访问元素
提供灵活的数据组织方式

一维数组

简单的值列表

$array[index]

二维数组

数组的数组（表格）

$array[row][col]

三维数组

数组的数组的数组（立方体）

$array[x][y][z]

创建多维数组

PHP 提供了多种创建多维数组的方式：

使用 array() 函数创建

基础二维数组

<?php
// 二维数组：汽车数据
$cars = array(
    array("Volvo", 100, 96),
    array("BMW", 60, 59),
    array("Toyota", 110, 100)
);

// 访问二维数组元素
echo "品牌: " . $cars[0][0] . "<br>"; // 输出: Volvo
echo "库存: " . $cars[0][1] . "<br>"; // 输出: 100
echo "销量: " . $cars[0][2] . "<br>"; // 输出: 96
?>

使用短数组语法创建（PHP 5.4+）

现代语法创建多维数组

<?php
// 使用方括号语法
$students = [
    ["张三", 20, "计算机科学"],
    ["李四", 21, "软件工程"],
    ["王五", 19, "信息安全"]
];

// 关联多维数组
$families = [
    "Griffin" => ["Peter", "Lois", "Megan"],
    "Quagmire" => ["Glenn"],
    "Brown" => ["Cleveland", "Loretta", "Junior"]
];

echo $families['Griffin'][2] . " 是 Griffin 家族的成员<br>";
?>

动态创建多维数组

逐步构建多维数组

<?php
// 动态创建二维数组
$matrix = [];

// 添加第一行
$matrix[0] = [1, 2, 3];
// 添加第二行
$matrix[1] = [4, 5, 6];
// 添加第三行
$matrix[2] = [7, 8, 9];

// 或者使用更简洁的方式
$table = [];
$table[] = ['ID', '姓名', '年龄'];
$table[] = [1, '张三', 25];
$table[] = [2, '李四', 30];

print_r($table);
?>

二维数组详解

二维数组是最常见的多维数组形式，通常用于表示表格数据。

索引二维数组

表格数据表示

<?php
// 学生成绩表
$grades = [
    [85, 92, 78],
    [90, 88, 95],
    [76, 85, 80],
    [92, 96, 88]
];

echo "学生成绩表: <br>";
for ($i = 0; $i < count($grades); $i++) {
    echo "学生 " . ($i + 1) . ": ";
    for ($j = 0; $j < count($grades[$i]); $j++) {
        echo $grades[$i][$j] . " ";
    }
    echo "<br>";
}

// 计算每个学生的平均分
echo "<br>学生平均分: <br>";
foreach ($grades as $index => $studentGrades) {
    $average = array_sum($studentGrades) / count($studentGrades);
    echo "学生 " . ($index + 1) . " 平均分: " . round($average, 2) . "<br>";
}
?>

关联二维数组

使用有意义的键名

<?php
// 员工信息表（关联二维数组）
$employees = [
    [
        "id" => 1,
        "name" => "张三",
        "department" => "技术部",
        "salary" => 8000,
        "join_date" => "2020-05-15"
    ],
    [
        "id" => 2,
        "name" => "李四",
        "department" => "市场部",
        "salary" => 7500,
        "join_date" => "2019-08-20"
    ],
    [
        "id" => 3,
        "name" => "王五",
        "department" => "财务部",
        "salary" => 9000,
        "join_date" => "2021-01-10"
    ]
];

// 访问特定员工信息
echo "员工信息: <br>";
echo "姓名: " . $employees[0]['name'] . "<br>";
echo "部门: " . $employees[0]['department'] . "<br>";
echo "薪资: " . $employees[0]['salary'] . "<br>";

// 查找特定部门的员工
echo "<br>技术部员工: <br>";
foreach ($employees as $employee) {
    if ($employee['department'] === '技术部') {
        echo $employee['name'] . "<br>";
    }
}
?>

三维数组

三维数组用于表示更复杂的数据结构，如时间序列数据、3D空间数据等。

创建和访问三维数组

<?php
// 三维数组：学校-班级-学生
$school = [
    "一年级" => [
        "一班" => ["张三", "李四", "王五"],
        "二班" => ["赵六", "钱七", "孙八"]
    ],
    "二年级" => [
        "一班" => ["周九", "吴十", "郑十一"],
        "二班" => ["王十二", "冯十三", "陈十四"]
    ]
];

// 访问三维数组元素
echo $school["一年级"]["一班"][0] . "<br>"; // 输出: 张三
echo $school["二年级"]["二班"][2] . "<br>"; // 输出: 陈十四

// 遍历三维数组
foreach ($school as $grade => $classes) {
    echo "<h3>$grade</h3>";
    foreach ($classes as $className => $students) {
        echo "<strong>$className:</strong> ";
        echo implode(", ", $students) . "<br>";
    }
}
?>

三维数组实际应用

<?php
// 三维数组：产品库存（仓库-货架-产品）
$inventory = [
    "北京仓库" => [
        "A区" => [
            "电子产品" => ["iPhone" => 50, "iPad" => 30],
            "家电" => ["电视" => 20, "冰箱" => 15]
        ],
        "B区" => [
            "服装" => ["T恤" => 100, "牛仔裤" => 80],
            "鞋类" => ["运动鞋" => 60, "皮鞋" => 40]
        ]
    ],
    "上海仓库" => [
        "A区" => [
            "图书" => ["小说" => 200, "教材" => 150],
            "文具" => ["笔" => 300, "本子" => 250]
        ]
    ]
];

// 查询特定产品的库存
$product = "iPhone";
$location = "北京仓库";
$area = "A区";
$category = "电子产品";

if (isset($inventory[$location][$area][$category][$product])) {
    $stock = $inventory[$location][$area][$category][$product];
    echo "$location $area 的 $product 库存: $stock 件<br>";
} else {
    echo "未找到该产品的库存信息<br>";
}

// 统计总库存
$totalStock = 0;
foreach ($inventory as $warehouse => $areas) {
    foreach ($areas as $area => $categories) {
        foreach ($categories as $category => $products) {
            foreach ($products as $product => $quantity) {
                $totalStock += $quantity;
            }
        }
    }
}
echo "总库存数量: $totalStock 件<br>";
?>

遍历多维数组

遍历多维数组需要使用嵌套循环，根据数组的维度决定循环的层数。

使用嵌套 foreach 循环

通用多维数组遍历方法

<?php
// 复杂的多维数组
$company = [
    "技术部" => [
        "开发组" => ["前端开发", "后端开发", "移动开发"],
        "测试组" => ["功能测试", "性能测试"]
    ],
    "市场部" => [
        "推广组" => ["线上推广", "线下活动"],
        "销售组" => ["国内销售", "国际销售"]
    ],
    "人事部" => [
        "招聘组" => ["社会招聘", "校园招聘"],
        "培训组" => ["新员工培训", "技能培训"]
    ]
];

// 递归遍历函数
function displayArray($array, $level = 0) {
    $indent = str_repeat("    ", $level);

    foreach ($array as $key => $value) {
        if (is_array($value)) {
            echo $indent . "<strong>$key:</strong><br>";
            displayArray($value, $level + 1);
        } else {
            echo $indent . "- $value<br>";
        }
    }
}

echo "公司组织结构: <br>";
displayArray($company);
?>

使用递归迭代器

处理未知深度的多维数组

<?php
// 使用 RecursiveIteratorIterator 遍历多维数组
$nestedArray = [
    "level1" => [
        "level2a" => ["value1", "value2"],
        "level2b" => [
            "level3a" => ["value3", "value4"],
            "level3b" => "value5"
        ]
    ]
];

function flattenArray($array) {
    $result = [];
    $iterator = new RecursiveIteratorIterator(
        new RecursiveArrayIterator($array),
        RecursiveIteratorIterator::SELF_FIRST
    );

    foreach ($iterator as $key => $value) {
        if (!is_array($value)) {
            $result[] = $value;
        }
    }

    return $result;
}

$flatValues = flattenArray($nestedArray);
echo "所有值: " . implode(", ", $flatValues) . "<br>";
?>

多维数组操作

添加和修改元素

动态操作多维数组

<?php
// 初始数组
$data = [
    "users" => [
        "john" => ["age" => 25, "city" => "New York"],
        "jane" => ["age" => 30, "city" => "London"]
    ]
];

// 添加新用户
$data["users"]["bob"] = ["age" => 28, "city" => "Paris"];

// 修改用户信息
$data["users"]["john"]["age"] = 26;
$data["users"]["john"]["country"] = "USA"; // 添加新字段

// 删除用户
unset($data["users"]["jane"]);

print_r($data);
?>

搜索和过滤

在多维数组中查找数据

<?php
$products = [
    ["id" => 1, "name" => "iPhone", "price" => 5999, "category" => "electronics"],
    ["id" => 2, "name" => "T-shirt", "price" => 99, "category" => "clothing"],
    ["id" => 3, "name" => "Book", "price" => 49, "category" => "education"],
    ["id" => 4, "name" => "iPad", "price" => 3299, "category" => "electronics"]
];

// 搜索特定产品
function searchProducts($products, $searchTerm) {
    $results = [];
    foreach ($products as $product) {
        if (stripos($product['name'], $searchTerm) !== false) {
            $results[] = $product;
        }
    }
    return $results;
}

// 按类别过滤
function filterByCategory($products, $category) {
    return array_filter($products, function($product) use ($category) {
        return $product['category'] === $category;
    });
}

// 使用搜索和过滤
$appleProducts = searchProducts($products, "iP");
$electronicProducts = filterByCategory($products, "electronics");

echo "Apple 产品: <br>";
foreach ($appleProducts as $product) {
    echo $product['name'] . " - ￥" . $product['price'] . "<br>";
}

echo "<br>电子产品: <br>";
foreach ($electronicProducts as $product) {
    echo $product['name'] . " - ￥" . $product['price'] . "<br>";
}
?>

实际应用场景

配置管理系统

使用多维数组管理配置

<?php
// 应用配置数组
$config = [
    'database' => [
        'default' => [
            'host' => 'localhost',
            'name' => 'myapp_db',
            'user' => 'app_user',
            'pass' => 'secure_password',
            'charset' => 'utf8mb4'
        ],
        'backup' => [
            'host' => 'backup.server.com',
            'name' => 'backup_db',
            'user' => 'backup_user',
            'pass' => 'backup_password'
        ]
    ],
    'app' => [
        'name' => '我的应用',
        'version' => '1.0.0',
        'debug' => true,
        'timezone' => 'Asia/Shanghai'
    ],
    'services' => [
        'cache' => [
            'driver' => 'redis',
            'host' => '127.0.0.1',
            'port' => 6379
        ],
        'queue' => [
            'driver' => 'database',
            'connection' => 'default'
        ]
    ]
];

// 配置访问函数
function getConfig($path, $config) {
    $keys = explode('.', $path);
    $value = $config;

    foreach ($keys as $key) {
        if (isset($value[$key])) {
            $value = $value[$key];
        } else {
            return null;
        }
    }

    return $value;
}

// 使用配置
$dbHost = getConfig('database.default.host', $config);
$appName = getConfig('app.name', $config);
$cacheDriver = getConfig('services.cache.driver', $config);

echo "数据库主机: $dbHost<br>";
echo "应用名称: $appName<br>";
echo "缓存驱动: $cacheDriver<br>";
?>

数据报表系统

生成复杂数据报表

<?php
// 销售数据报表
$salesReport = [
    '2023' => [
        'Q1' => [
            'January' => ['revenue' => 150000, 'profit' => 45000],
            'February' => ['revenue' => 165000, 'profit' => 52000],
            'March' => ['revenue' => 142000, 'profit' => 41000]
        ],
        'Q2' => [
            'April' => ['revenue' => 178000, 'profit' => 58000],
            'May' => ['revenue' => 192000, 'profit' => 65000],
            'June' => ['revenue' => 185000, 'profit' => 62000]
        ]
    ],
    '2024' => [
        'Q1' => [
            'January' => ['revenue' => 210000, 'profit' => 75000],
            'February' => ['revenue' => 198000, 'profit' => 68000],
            'March' => ['revenue' => 225000, 'profit' => 82000]
        ]
    ]
];

// 生成季度报表
function generateQuarterlyReport($salesReport) {
    $quarterlyData = [];

    foreach ($salesReport as $year => $quarters) {
        $quarterlyData[$year] = [];

        foreach ($quarters as $quarter => $months) {
            $totalRevenue = 0;
            $totalProfit = 0;

            foreach ($months as $month => $data) {
                $totalRevenue += $data['revenue'];
                $totalProfit += $data['profit'];
            }

            $quarterlyData[$year][$quarter] = [
                'revenue' => $totalRevenue,
                'profit' => $totalProfit,
                'profit_margin' => round(($totalProfit / $totalRevenue) * 100, 2)
            ];
        }
    }

    return $quarterlyData;
}

$quarterlyReport = generateQuarterlyReport($salesReport);

echo "季度销售报表: <br>";
foreach ($quarterlyReport as $year => $quarters) {
    echo "<h3>$year 年</h3>";
    foreach ($quarters as $quarter => $data) {
        echo "$quarter: 收入 ￥" . number_format($data['revenue']) .
             ", 利润 ￥" . number_format($data['profit']) .
             ", 利润率 " . $data['profit_margin'] . "%<br>";
    }
}
?>

菜单导航系统

动态生成网站导航

<?php
// 网站导航菜单
$navigation = [
    'home' => [
        'title' => '首页',
        'url' => '/',
        'children' => []
    ],
    'products' => [
        'title' => '产品',
        'url' => '/products',
        'children' => [
            'electronics' => [
                'title' => '电子产品',
                'url' => '/products/electronics',
                'children' => [
                    'phones' => ['title' => '手机', 'url' => '/products/electronics/phones'],
                    'laptops' => ['title' => '笔记本电脑', 'url' => '/products/electronics/laptops']
                ]
            ],
            'clothing' => [
                'title' => '服装',
                'url' => '/products/clothing',
                'children' => [
                    'men' => ['title' => '男装', 'url' => '/products/clothing/men'],
                    'women' => ['title' => '女装', 'url' => '/products/clothing/women']
                ]
            ]
        ]
    ],
    'about' => [
        'title' => '关于我们',
        'url' => '/about',
        'children' => [
            'company' => ['title' => '公司简介', 'url' => '/about/company'],
            'team' => ['title' => '团队介绍', 'url' => '/about/team']
        ]
    ]
];

// 递归生成导航菜单
function generateMenu($menu, $level = 0) {
    $output = '';
    $indent = str_repeat('  ', $level * 2);

    $output .= $indent . "<ul>\n";

    foreach ($menu as $item) {
        $output .= $indent . "  <li>\n";
        $output .= $indent . "    <a href='{$item['url']}'>{$item['title']}</a>\n";

        if (!empty($item['children'])) {
            $output .= generateMenu($item['children'], $level + 1);
        }

        $output .= $indent . "  </li>\n";
    }

    $output .= $indent . "</ul>\n";
    return $output;
}

// 生成顶级菜单
$topLevelMenu = array_map(function($item) {
    return [
        'title' => $item['title'],
        'url' => $item['url'],
        'children' => []
    ];
}, $navigation);

echo "网站导航菜单: <br>";
echo generateMenu($topLevelMenu);
?>

多维数组排序

按特定字段排序

使用 usort 排序多维数组

<?php
$students = [
    ['name' => '张三', 'score' => 85, 'age' => 20],
    ['name' => '李四', 'score' => 92, 'age' => 22],
    ['name' => '王五', 'score' => 78, 'age' => 19],
    ['name' => '赵六', 'score' => 88, 'age' => 21]
];

// 按分数降序排序
usort($students, function($a, $b) {
    return $b['score'] - $a['score'];
});

echo "按分数排序: <br>";
foreach ($students as $student) {
    echo $student['name'] . ": " . $student['score'] . "分<br>";
}

echo "<br>";

// 按年龄升序排序
usort($students, function($a, $b) {
    return $a['age'] - $b['age'];
});

echo "按年龄排序: <br>";
foreach ($students as $student) {
    echo $student['name'] . ": " . $student['age'] . "岁<br>";
}
?>

多级排序

多个字段的复杂排序

<?php
$products = [
    ['name' => 'iPhone', 'price' => 5999, 'rating' => 4.5],
    ['name' => 'Samsung', 'price' => 4999, 'rating' => 4.3],
    ['name' => 'Xiaomi', 'price' => 2999, 'rating' => 4.6],
    ['name' => 'Huawei', 'price' => 4599, 'rating' => 4.5]
];

// 多级排序：先按评分降序，再按价格升序
usort($products, function($a, $b) {
    // 先比较评分
    $ratingCompare = $b['rating'] * 10 - $a['rating'] * 10;
    if ($ratingCompare != 0) {
        return $ratingCompare;
    }
    // 评分相同，比较价格
    return $a['price'] - $b['price'];
});

echo "多级排序结果: <br>";
foreach ($products as $product) {
    echo $product['name'] . " - 评分: " . $product['rating'] . " - 价格: ￥" . $product['price'] . "<br>";
}
?>

性能优化和最佳实践

多维数组使用建议：

根据数据特性选择合适的数组维度
使用有意义的键名提高代码可读性
避免创建过深的多维数组（通常不超过3-4层）
对于大型多维数组，考虑使用数据库或缓存
使用适当的函数处理多维数组操作
在遍历前检查数组维度，避免不必要的循环

内存使用优化

高效处理大型多维数组

<?php
// 优化前：一次性加载所有数据
/*
$hugeArray = []; // 包含数百万元素的多维数组
foreach ($hugeArray as $item) {
    // 处理逻辑
}
*/

// 优化后：分批处理或使用生成器
function processLargeArray($array, $batchSize = 1000) {
    $total = count($array);
    $processed = 0;

    while ($processed < $total) {
        $batch = array_slice($array, $processed, $batchSize);

        foreach ($batch as $item) {
            // 处理逻辑
            processItem($item);
        }

        $processed += $batchSize;
        // 可选：释放内存
        gc_collect_cycles();
    }
}

function processItem($item) {
    // 处理单个项目
    return $item;
}

// 使用示例
$largeData = range(1, 10000); // 模拟大数据
processLargeArray($largeData, 500);
?>

数据验证和安全

安全访问多维数组

<?php
// 安全访问函数
function safeArrayAccess($array, $keys, $default = null) {
    $current = $array;

    foreach ($keys as $key) {
        if (!is_array($current) || !array_key_exists($key, $current)) {
            return $default;
        }
        $current = $current[$key];
    }

    return $current;
}

// 示例数组
$config = [
    'database' => [
        'default' => [
            'host' => 'localhost'
        ]
    ]
];

// 安全访问
$host = safeArrayAccess($config, ['database', 'default', 'host'], '127.0.0.1');
$port = safeArrayAccess($config, ['database', 'default', 'port'], 3306);

echo "数据库主机: $host<br>";
echo "数据库端口: $port<br>";

// 不安全的方式（可能产生警告）
// $unsafePort = $config['database']['default']['port'];
?>

PHP 7/8 新特性

空合并运算符在多维数组中的应用

PHP 7+ 空合并运算符

<?php
$user = [
    'profile' => [
        'name' => '张三',
        'email' => 'zhangsan@example.com'
    ]
];

// PHP 7+ 空合并运算符
$phone = $user['profile']['phone'] ?? '未设置';
$address = $user['profile']['address'] ?? '未知地址';

echo "电话: $phone<br>";
echo "地址: $address<br>";

// 嵌套空合并（PHP 7.4+）
$deepValue = $user['profile']['settings']['notifications'] ?? '默认值';
echo "通知设置: $deepValue<br>";
?>

数组解构在多维数组中的应用

PHP 7.1+ 数组解构

<?php
$student = ['张三', 20, ['数学' => 85, '英语' => 92]];

// 解构多维数组
[$name, $age, $scores] = $student;
['数学' => $math, '英语' => $english] = $scores;

echo "姓名: $name<br>";
echo "年龄: $age<br>";
echo "数学成绩: $math<br>";
echo "英语成绩: $english<br>";

// 在循环中使用解构
$students = [
    ['李四', 21, 88],
    ['王五', 19, 76]
];

foreach ($students as [$name, $age, $score]) {
    echo "$name ($age 岁): $score 分<br>";
}
?>

总结

多维数组是包含一个或多个数组的数组，支持创建复杂的数据结构
二维数组用于表示表格数据，三维数组用于更复杂的层次结构
可以使用 array() 函数或短数组语法创建多维数组
遍历多维数组需要使用嵌套循环或递归函数
多维数组适合表示配置数据、报表数据、导航菜单等复杂结构
使用适当的排序和搜索函数处理多维数组数据
遵循最佳实践可以提高代码性能和可维护性
PHP 7/8 的新特性为多维数组操作提供了更多便利

PHP教程

PHP 基础入门

表单与用户交互

数据库操作

高级特性

函数参考

什么是多维数组？

多维数组的特点：

一维数组

二维数组

三维数组

创建多维数组

使用 array() 函数创建

基础二维数组

使用短数组语法创建（PHP 5.4+）

现代语法创建多维数组

动态创建多维数组

逐步构建多维数组

二维数组详解

索引二维数组

表格数据表示

关联二维数组

使用有意义的键名

三维数组

创建和访问三维数组

三维数组实际应用

遍历多维数组

使用嵌套 foreach 循环

通用多维数组遍历方法

使用递归迭代器

处理未知深度的多维数组

多维数组操作

添加和修改元素

动态操作多维数组

搜索和过滤

在多维数组中查找数据

实际应用场景

配置管理系统

使用多维数组管理配置

数据报表系统

生成复杂数据报表

菜单导航系统

动态生成网站导航

多维数组排序

按特定字段排序

使用 usort 排序多维数组

多级排序

多个字段的复杂排序

性能优化和最佳实践

内存使用优化

高效处理大型多维数组

数据验证和安全

安全访问多维数组

PHP 7/8 新特性

空合并运算符在多维数组中的应用

PHP 7+ 空合并运算符

数组解构在多维数组中的应用

PHP 7.1+ 数组解构

总结