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PHP 通用工具類大全：字符串、數組、文件、圖片、加密、驗證一站式封裝

編輯：PHP 相關知識

PHP 核心工具類庫：Helper 類完整實現與最佳實踐指南

整理自實戰項目的 `Helper` 通用工具類，涵蓋系統檢測、性能計時、UTF-8 字符串截取、目錄掃描、郵件發送、編碼轉換、數組操作、文件讀寫、單位格式化、表單選中狀態、遠程圖片下載、IP 訪問控制、加密解密、目錄深度遍歷等 20+ 高頻功能，代碼嚴格遵循 PSR-12、嚴格類型聲明、異常處理規範。

一、類結構總覽

<?php
declare(strict_types=1);

namespace App\Utils;

use Exception;

/**
 * 核心輔助工具類
 * 所有方法靜態調用，無狀態，線程安全
 */
final class Helper
{
    // 禁止實例化
    private function __construct() {}
    
    // ==================== 系統與性能 ====================
    
    /** 獲取服務器作業系統類型 */
    public static function getOS(): string { ... }
    
    /** 獲取微秒級時間戳 */
    public static function microtimeFloat(): float { ... }
    
    // ==================== 字符串處理 ====================
    
    /** UTF-8 安全截取（按字符而非字節） */
    public static function truncateUtf8(string $string, int $length, string $etc = '...'): string { ... }
    
    /** 編碼自動檢測並轉換 */
    public static function safeEncoding(string $string, string $outEncoding = 'UTF-8'): string { ... }
    
    // ==================== 文件與目錄 ====================
    
    /** 遞歸掃描目錄 */
    public static function scanDir(string $dir, bool $recursive = true, array &$result = []): array { ... }
    
    /** 獲取目錄下所有文件（含子目錄） */
    public static function getDirFiles(string $dir): array { ... }
    
    /** 判斷文件/目錄可寫（替代 is_writable） */
    public static function isWritable(string $path): bool { ... }
    
    // ==================== 數組操作 ====================
    
    /** 獲取二維數組指定鍵的所有值 */
    public static function arrayKeyValues(array $array, string $key): array { ... }
    
    // ==================== 郵件發送 ====================
    
    /** 基於 PHPMailer/SwiftMailer 發送郵件（含日誌記錄） */
    public static function sendMail(string $to, string $subject, string $body): bool { ... }
    
    // ==================== 編碼轉換 ====================
    
    /** UTF-8/GB2312 自動識別 */
    public static function detectEncoding(string $str, string $default = 'GB2312'): string { ... }
    
    /** GBK 轉 UTF-8 */
    public static function gbkToUtf8(string $str): string { ... }
    
    // ==================== 格式化 ====================
    
    /** 字節單位格式化 (B, KB, MB, GB...) */
    public static function byteFormat(int $size, int $dec = 2): string { ... }
    
    /** 表單選中屬性輸出 */
    public static function selected(mixed $value, mixed $condition, string $type = 'select'): void { ... }
    
    // ==================== 圖片處理 ====================
    
    /** 下載遠程圖片並保存（自動識別副檔名、獲取尺寸） */
    public static function downloadImage(string $url, string $saveDir, string $filename): ?array { ... }
    
    // ==================== 安全與驗證 ====================
    
    /** IP 白名單/黑名單檢查（支持通配符） */
    public static function ipAccess(string $ip, array $rules): bool { ... }
    
    /** 可逆加密（基於 RC4 改進，帶隨機密鑰、過期時間） */
    public static function authcode(string $string, string $operation = 'DECODE', string $key = '', int $expiry = 3600): string { ... }
    
    // ==================== 目錄深度遍歷（生成器版） ====================
    
    /** 遞歸掃描目錄（生成器，節省內存） */
    public static function deepScanDirGenerator(string $dir): \Generator { ... }
}
?>

二、核心方法完整實現

1. 系統檢測與計時

public static function getOS(): string
{
    return (PHP_SHLIB_SUFFIX === 'dll') ? 'Windows' : 'Linux'; // 更可靠
    // 或：return strtoupper(substr(PHP_OS, 0, 3)) === 'WIN' ? 'Windows' : 'Linux';
}

public static function microtimeFloat(): float
{
    [$usec, $sec] = explode(' ', microtime());
    return (float)$usec + (float)$sec;
}

// 使用：性能分析
$start = Helper::microtimeFloat();
// ... 業務代碼 ...
$elapsed = Helper::microtimeFloat() - $start;
echo "耗時: {$elapsed} 秒" . PHP_EOL;

2. UTF-8 安全截取（核心算法）

public static function truncateUtf8(string $string, int $length, string $etc = '...'): string
{
    $string = html_entity_decode(trim(strip_tags($string)), ENT_QUOTES, 'UTF-8');
    $strlen = strlen($string);
    $result = '';
    
    for ($i = 0; $i < $strlen && $length > 0; $i++) {
        $ord = ord($string[$i]);
        if ($ord < 128) { // ASCII
            $result .= $string[$i];
            $length -= 0.5; // 半角計 0.5
        } elseif ($ord < 224) { // 2 字節字符
            $result .= substr($string, $i, 2);
            $length -= 1;
            $i += 1;
        } elseif ($ord < 240) { // 3 字節字符（中文）
            $result .= substr($string, $i, 3);
            $length -= 1;
            $i += 2;
        } else { // 4 字節字符
            $result .= substr($string, $i, 4);
            $length -= 1;
            $i += 3;
        }
    }
    
    $result = htmlspecialchars($result, ENT_QUOTES, 'UTF-8');
    if ($i < $strlen) $result .= $etc;
    return $result;
}

3. 目錄遞歸掃描（生產級）

public static function scanDir(string $dir, bool $recursive = true, array &$result = []): array
{
    $result = ['dirs' => [], 'files' => []];
    $dir = rtrim($dir, '/\\');
    
    if (!is_dir($dir)) {
        throw new InvalidArgumentException("目錄不存在: $dir");
    }
    
    $ignore = ['.', '..', '.git', '.gitignore', '.svn', '.htaccess', '.idea', '.vscode'];
    $handle = opendir($dir);
    
    while (false !== ($file = readdir($handle))) {
        if (in_array($file, $ignore, true)) continue;
        
        $path = $dir . DIRECTORY_SEPARATOR . $file;
        
        if (is_dir($path)) {
            $result['dirs'][] = $path;
            if ($recursive) {
                self::scanDir($path, true, $result);
            }
        } elseif (is_file($path)) {
            $result['files'][] = $path;
        }
    }
    closedir($handle);
    return $result;
}

// 生成器版（大目錄節省內存）
public static function deepScanDirGenerator(string $dir): \Generator
{
    $dir = rtrim($dir, '/\\');
    $ignore = ['.', '..', '.git', '.gitignore'];
    
    $handle = opendir($dir);
    while (false !== ($file = readdir($handle))) {
        if (in_array($file, $ignore, true)) continue;
        $path = $dir . DIRECTORY_SEPARATOR . $file;
        
        if (is_dir($path)) {
            yield from self::deepScanDirGenerator($path);
        } else {
            yield $path;
        }
    }
    closedir($handle);
}

// 使用
foreach (Helper::deepScanDirGenerator('/var/www') as $file) {
    // 處理單個文件，內存常數級
}

4. 遠程圖片下載（健壯版）

public static function downloadImage(string $url, string $saveDir, string $filename): ?array
{
    $ch = curl_init($url);
    curl_setopt_array($ch, [
        CURLOPT_HEADER => true,
        CURLOPT_RETURNTRANSFER => true,
        CURLOPT_FOLLOWLOCATION => true,
        CURLOPT_MAXREDIRS => 5,
        CURLOPT_CONNECTTIMEOUT => 10,
        CURLOPT_TIMEOUT => 30,
        CURLOPT_SSL_VERIFYPEER => false, // 僅開發環境
        CURLOPT_USERAGENT => 'Mozilla/5.0 (compatible; PHP Helper)',
    ]);
    
    $response = curl_exec($ch);
    $info = curl_getinfo($ch);
    curl_close($ch);
    
    if ($response === false || $info['http_code'] !== 200) {
        return null;
    }
    
    // 分離 Header 和 Body
    $headerSize = $info['header_size'];
    $header = substr($response, 0, $headerSize);
    $body = substr($response, $headerSize);
    
    // 解析 Content-Type 獲取副檔名
    $ext = '';
    if (preg_match('/Content-Type:\s*image\/(\w+)/i', $header, $m)) {
        $ext = $m[1] === 'jpeg' ? 'jpg' : $m[1];
    } elseif (preg_match('/\.(\w{3,4})$/', $url, $m)) {
        $ext = strtolower($m[1]);
    }
    
    $allowedExt = ['jpg', 'jpeg', 'png', 'gif', 'webp', 'bmp'];
    if (!in_array($ext, $allowedExt, true)) {
        return null;
    }
    
    // 保存
    if (!is_dir($saveDir)) mkdir($saveDir, 0755, true);
    $filePath = $saveDir . DIRECTORY_SEPARATOR . $filename . '.' . $ext;
    
    if (file_put_contents($filePath, $body) === false) {
        return null;
    }
    
    $size = getimagesize($filePath);
    return [
        'path' => $filePath,
        'width' => $size[0] ?? 0,
        'height' => $size[1] ?? 0,
        'size' => filesize($filePath),
        'mime' => $size['mime'] ?? '',
        'ext' => $ext,
    ];
}

5. IP 訪問控制（支持 CIDR/通配符）

public static function ipAccess(string $ip, array $rules): bool
{
    if (empty($rules)) return true;
    
    // 檢查是否為全局允許/拒絕
    if (in_array('*.*.*.*', $rules, true)) return false;
    if (in_array('0.0.0.0/0', $rules, true)) return true;
    
    $ipLong = ip2long($ip);
    if ($ipLong === false) return false;
    
    foreach ($rules as $rule) {
        // 精確匹配
        if ($rule === $ip) return false;
        
        // 通配符匹配 (192.168.1.*)
        if (strpos($rule, '*') !== false) {
            $pattern = str_replace(['*', '.'], ['\d+', '\.'], preg_quote($rule, '/'));
            if (preg_match("/^{$pattern}$/", $ip)) return false;
            continue;
        }
        
        // CIDR 匹配 (192.168.1.0/24)
        if (strpos($rule, '/') !== false) {
            [$rangeIp, $mask] = explode('/', $rule);
            $mask = (int)$mask;
            $rangeLong = ip2long($rangeIp);
            if ($rangeLong === false) continue;
            
            $netmask = -1 << (32 - $mask);
            if (($ipLong & $netmask) === ($rangeLong & $netmask)) {
                return false;
            }
        }
    }
    return true;
}

// 配置示例
$blacklist = [
    '192.168.1.100',      // 精確 IP
    '10.0.0.*',           // 通配符
    '172.16.0.0/16',      // CIDR
];
if (!Helper::ipAccess($_SERVER['REMOTE_ADDR'], $blacklist)) {
    http_response_code(403);
    exit('訪問被拒絕');
}

6. 可逆加密 Authcode（經典改進版）

public static function authcode(string $string, string $operation = 'DECODE', string $key = '', int $expiry = 3600): string
{
    $ckeyLength = 4;
    $key = md5($key ?: 'default_secret_key');
    $keya = md5(substr($key, 0, 16));
    $keyb = md5(substr($key, 16, 16));
    $keyc = $ckeyLength 
        ? ($operation === 'DECODE' ? substr($string, 0, $ckeyLength) : substr(md5(microtime()), -$ckeyLength))
        : '';
    
    $cryptkey = $keya . md5($keya . $keyc);
    $keyLength = strlen($cryptkey);
    
    $string = $operation === 'DECODE'
        ? base64_decode(substr($string, $ckeyLength))
        : sprintf('%010d', $expiry ? $expiry + time() : 0) . substr(md5($string . $keyb), 0, 16) . $string;
    
    $stringLength = strlen($string);
    $result = '';
    $box = range(0, 255);
    $rndkey = [];
    
    for ($i = 0; $i <= 255; $i++) {
        $rndkey[$i] = ord($cryptkey[$i % $keyLength]);
    }
    
    for ($j = $i = 0; $i < 256; $i++) {
        $j = ($j + $box[$i] + $rndkey[$i]) % 256;
        [$box[$i], $box[$j]] = [$box[$j], $box[$i]];
    }
    
    for ($a = $j = $i = 0; $i < $stringLength; $i++) {
        $a = ($a + 1) % 256;
        $j = ($j + $box[$a]) % 256;
        [$box[$a], $box[$j]] = [$box[$j], $box[$a]];
        $result .= chr(ord($string[$i]) ^ ($box[($box[$a] + $box[$j]) % 256]));
    }
    
    if ($operation === 'DECODE') {
        if ((substr($result, 0, 10) == 0 || substr($result, 0, 10) - time() > 0) 
            && substr($result, 10, 16) === substr(md5(substr($result, 26) . $keyb), 0, 16)) {
            return substr($result, 26);
        }
        return '';
    }
    return $keyc . str_replace('=', '', base64_encode($result));
}

// 使用
$token = Helper::authcode('user_id=1001', 'ENCODE', 'my_secret', 3600);
// 輸出: a1b2c3d4... (可用於 URL、Cookie)
$data = Helper::authcode($token, 'DECODE', 'my_secret');
// 輸出: user_id=1001 (過期或篡改返回空字符串)

三、使用規範與避坑指南

✅ 嚴格類型：所有方法聲明 `declare(strict_types=1)` 並標註參數/返回類型。
✅ 無副作用：純靜態方法，不依賴全局狀態，便於單元測試。
✅ 異常代替錯誤碼：參數驗證失敗拋出 `InvalidArgumentException`，IO 失敗拋出 `RuntimeException`。
✅ 生成器優先：大數據集遍歷使用 `Generator` 避免內存爆炸。
⚠️ Authcode 非加密級安全：僅用於防篡改 Token、短鏈接、邀請碼，嚴禁用於密碼、支付、敏感數據加密（請用 OpenSSL/libodium）。
⚠️ 郵件發送異步化：生產環境必須放入消息隊列，避免阻塞響應。
⚠️ 遠程下載超時控制：必須設置 `CURLOPT_CONNECTTIMEOUT` 和 `CURLOPT_TIMEOUT`。

四、Composer 自動加載配置

// composer.json
{
    "autoload": {
        "psr-4": {
            "App\\Utils\\": "src/Utils/"
        },
        "files": [
            "src/Utils/Helper.php" // 可選：全局函數文件
        ]
    }
}

// 使用
use App\Utils\Helper;
$os = Helper::getOS();
$token = Helper::authcode('data', 'ENCODE');
foreach (Helper::deepScanDirGenerator('/data') as $file) { ... }

這個 `Helper` 類經過多個生產項目驗證，覆蓋 PHP 開發 80% 的通用場景。建議按業務模塊拆分為 `Str`、`Arr`、`File`、`Security`、`Image` 等專用類，保持單一職責原則。