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使用PHP递归构建嵌套树形结构：从扁平数据到层级展示

花韻仙語

发布： 2025-07-22 13:46:12

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使用PHP递归构建嵌套树形结构：从扁平数据到层级展示

本教程详细讲解如何利用PHP递归函数将包含id和parentid的扁平数组转换为具有层级关系的嵌套树形结构。文章通过分析常见的代码错误，指出了在递归构建过程中正确引用元素属性的关键点，并提供了优化的代码示例，帮助开发者高效地将父子关系数据组织成易于理解和操作的树状格式。

理解扁平数据与树形结构转换

在许多应用场景中，数据通常以扁平化的形式存储，例如数据库中的分类、菜单或组织结构，它们通过一个 id 字段和一个 parentid 字段来表示父子关系。然而，为了更好地展示或操作这些数据，我们常常需要将其转换为具有层级关系的树形结构，其中每个父节点包含一个子节点数组（例如 pages）。

例如，我们可能拥有以下结构的数据：

$indexes = [
    ['id' => 1, 'parentid' => 0, 'route' => 'root', 'title' => 'root'],
    ['id' => 2, 'parentid' => 1, 'route' => 'parent', 'title' => 'parent'],
    ['id' => 3, 'parentid' => 2, 'route' => 'child', 'title' => 'child']
];

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我们期望将其转换为如下的嵌套结构：

$index = [
    [
        'id' => 1,
        'pages' => [
            [
                'id' => 2,
                'pages' => [
                    [
                        'id' => 3
                    ]
                ]
            ]
        ]
    ]
];

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递归实现原理

递归是解决这类问题的强大工具。其核心思想是：一个函数调用自身来解决问题的子集，直到达到基本情况（即没有更多子节点）。

为了构建树形结构，我们可以定义一个递归函数，该函数接收整个扁平数组和当前需要查找的父节点ID。函数内部会遍历数组，找出所有直接子节点，然后对每个子节点递归调用自身，以查找它们的子节点。

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初始代码分析与问题诊断

最初的尝试可能如下所示：

function buildSubs(array $elms, int $parentId = 0)
{
    $branch = [];
    foreach ($elms as $elm) {
        if ($elm['parentid'] == $parentId) {
            $children = buildSubs($elms, $elm['id']);
            if ($children) {
                // 错误：这里将 'pages' 键添加到了整个 $elms 数组，而不是当前的 $elm 元素
                $elms['pages'] = $children; 
            }
            $branch[] = $elm;
        }
    }
    return $branch;
}

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上述代码存在一个关键错误：在找到子节点后，试图通过 $elms['pages'] = $children; 将子节点数组赋给 $elms。然而，$elms 是传入函数的整个原始数组的副本，而不是当前正在处理的 $elm 元素。这导致了子节点数组没有被正确地附加到其父元素上。

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正确的做法是将子节点数组附加到当前循环中的 $elm 元素上，即 $elm['pages'] = $children;。

优化后的递归实现

修正上述错误并考虑起始父节点ID（通常根节点的 parentid 为0或null）后，我们可以得到一个功能完善的递归函数：

<?php

/**
 * 将扁平数组转换为嵌套树形结构
 *
 * @param array $elements 包含 id 和 parentid 的扁平数据数组
 * @param int $parentId 当前需要查找的父节点ID
 * @return array 构建好的树形分支
 */
function buildTree(array $elements, int $parentId = 0): array
{
    $branch = []; // 用于存储当前层级的节点
    foreach ($elements as $element) {
        if ($element['parentid'] == $parentId) {
            // 递归查找当前元素的子节点
            $children = buildTree($elements, $element['id']);

            // 如果存在子节点，则将其添加到当前元素的 'pages' 键下
            if (!empty($children)) {
                $element['pages'] = $children; // 关键修正：将 'pages' 赋给当前 $element
            }

            // 将处理好的元素添加到当前层级的 $branch 中
            $branch[] = $element;
        }
    }
    return $branch;
}

// 示例数据
$data = [
    ['id' => 1, 'parentid' => 0, 'route' => 'root', 'title' => 'root'],
    ['id' => 2, 'parentid' => 1, 'route' => 'parent', 'title' => 'parent'],
    ['id' => 3, 'parentid' => 2, 'route' => 'child', 'title' => 'child'],
    ['id' => 4, 'parentid' => 1, 'route' => 'sibling', 'title' => 'sibling'], // 添加一个同级节点
    ['id' => 5, 'parentid' => 0, 'route' => 'another_root', 'title' => 'another_root'] // 添加另一个根节点
];

// 从 parentid = 0 开始构建整个树
$tree = buildTree($data, 0);

// 打印结果
echo "<pre>";
print_r($tree);
echo "</pre>";

?>

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运行结果示例

执行上述代码，将得到以下结构化的输出：

Array
(
    [0] => Array
        (
            [id] => 1
            [parentid] => 0
            [route] => root
            [title] => root
            [pages] => Array
                (
                    [0] => Array
                        (
                            [id] => 2
                            [parentid] => 1
                            [route] => parent
                            [title] => parent
                            [pages] => Array
                                (
                                    [0] => Array
                                        (
                                            [id] => 3
                                            [parentid] => 2
                                            [route] => child
                                            [title] => child
                                        )

                                )

                        )

                    [1] => Array
                        (
                            [id] => 4
                            [parentid] => 1
                            [route] => sibling
                            [title] => sibling
                        )

                )

        )

    [1] => Array
        (
            [id] => 5
            [parentid] => 0
            [route] => another_root
            [title] => another_root
        )

)

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可以看到，id 为 1 的元素包含了 id 为 2 和 4 的子元素，而 id 为 2 的元素又包含了 id 为 3 的子元素，完美地构建了所需的嵌套树形结构。

注意事项与优化建议

起始 parentId： 通常，根节点的 parentid 会被设置为 0、null 或一个特殊值。在调用 buildTree 函数时，应传入这个根节点的 parentid 来获取完整的树结构。
性能考虑： 对于非常庞大的数据集（例如数万条记录），这种纯递归方法可能会导致性能问题，因为每次递归调用都会遍历整个原始数组。在这种情况下，可以考虑以下优化：
- 预处理数据： 将数据转换为以 id 为键的关联数组，或者创建一个以 parentid 为键，值为子节点数组的映射表。这样在查找子节点时，可以直接通过键访问，避免重复遍历。
- 迭代方法： 对于极端情况，可以采用迭代而非递归的方式构建树，通常结合队列或栈来实现。
循环引用检测： 在某些复杂场景中，数据可能存在循环引用（A是B的父，B又是A的父）。纯递归方法可能会导致无限循环。在实际应用中，如果存在这种可能性，需要增加额外的逻辑来检测和处理循环。
内存消耗： 深度递归可能会消耗较多的内存，尤其是在PHP的默认配置下。如果树的深度非常大，可能需要调整PHP的 memory_limit 或 xdebug.max_nesting_level 配置。
数据完整性： 确保 id 和 parentid 字段的类型和值在整个数据集中保持一致。

总结

通过递归函数将扁平的父子关系数据转换为嵌套的树形结构是PHP开发中常见的需求。理解递归的工作原理，特别是正确处理当前元素属性的赋值，是实现这一功能的关键。虽然递归方法简洁优雅，但在处理大规模数据时，也需要考虑性能和内存消耗，并根据具体情况选择或优化实现方式。掌握这种技巧，将有助于你更灵活地处理和展示具有层级关系的数据。

以上就是使用PHP递归构建嵌套树形结构：从扁平数据到层级展示的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！