PHP 遞歸實現無限分類：陣列組裝樹狀結構、靜態變量優化、非遞歸替代方案

無限分類是經典的樹形結構應用。PHP 中最直觀的做法是**遞歸函數**配合**靜態變量**累積結果，單次遍歷即可建立父子關係。本文提供標準遞歸實作、靜態變量優化、非遞歸 (堆疊/佇列) 替代方案、以及大量資料時的效能考量。

資料結構 (資料庫查詢結果)

$areas = [
    ['id' => 1,  'name' => '北京',   'pid' => 0],
    ['id' => 2,  'name' => '廣西',   'pid' => 0],
    ['id' => 3,  'name' => '廣東',   'pid' => 0],
    ['id' => 4,  'name' => '福建',   'pid' => 0],
    ['id' => 11, 'name' => '朝陽區', 'pid' => 1],
    ['id' => 12, 'name' => '海澱區', 'pid' => 1],
    ['id' => 21, 'name' => '南寧市', 'pid' => 2],
    ['id' => 45, 'name' => '福州市', 'pid' => 4],
    ['id' => 113,'name' => '亞運村', 'pid' => 11],
    ['id' => 115,'name' => '奧運村', 'pid' => 11],
    ['id' => 234,'name' => '武鳴縣', 'pid' => 21],
];

方案一：遞歸 + 靜態變量 (單次遍歷、O(n))

<?php
/**
 * 遞歸建立樹狀結構
 * @param array $data  扁平陣列
 * @param int   $pid   父 ID
 * @param int   $level 層級 (用於縮排顯示)
 * @return array 樹狀陣列
 */
function buildTree(array $data, int $pid = 0, int $level = 0): array
{
    static $tree = []; // 靜態變量跨遞歸保持狀態
    $tree = []; // 重置 (若函數複用需注意)

    // 建立 id => node 映射 (O(n))
    $map = [];
    foreach ($data as $item) {
        $map[$item['id']] = $item + ['children' => [], 'level' => 0];
    }

    // 遞歸掛載 (利用引用 & 避免複製)
    $result = [];
    $recurse = function (int $pid, int $level) use ($map, &$recurse, &$result) {
        foreach ($map as $id => &$node) {
            if ($node['pid'] === $pid) {
                $node['level'] = $level;
                $result[$id] = &$node;
                $recurse($id, $level + 1);
            }
        }
    };
    $recurse($pid, $level);
    return $result;
}

// 使用
$tree = buildTree($areas);

// 輸出縮排顯示
function printTree(array $tree): void
{
    foreach ($tree as $node) {
        echo str_repeat('  ', $node['level']) . $node['name'] . "\n";
        if ($node['children']) printTree($node['children']);
    }
}
printTree($tree);
/*
北京
  朝陽區
    亞運村
    奧運村
  海澱區
廣西
  南寧市
    武鳴縣
廣東
福建
  福州市
*/

方案二：非遞歸 (堆疊/佇列) - 避免呼叫堆疊溢位

PHP 預設 xdebug.max_nesting_level = 256，超深層級會報錯。改用顯式堆疊：

function buildTreeIterative(array $data, int $rootPid = 0): array
{
    $map = [];
    foreach ($data as $item) {
        $map[$item['id']] = $item + ['children' => [], 'level' => 0];
    }

    $tree = [];
    $stack = [['pid' => $rootPid, 'level' => 0, 'parentRef' => &$tree]];

    while ($stack) {
        $frame = array_pop($stack);
        $pid = $frame['pid'];
        $level = $frame['level'];
        $parentRef = &$frame['parentRef'];

        foreach ($map as $id => &$node) {
            if ($node['pid'] === $pid) {
                $node['level'] = $level;
                $parentRef[$id] = &$node;
                // 將子節點壓入堆疊 (深度優先)
                $stack[] = ['pid' => $id, 'level' => $level + 1, 'parentRef' => &$node['children']];
            }
        }
    }
    return $tree;
}

方案三：資料庫端遞歸查詢 (MySQL 8.0+ CTE)

將樹狀組裝下推到資料庫，減少網路傳輸與 PHP 記憶體：

WITH RECURSIVE `cte` AS (
    SELECT `id`, `name`, `pid`, 0 AS `level`, CAST(`name` AS CHAR(500)) AS `path`
    FROM `category` WHERE `pid` = 0
    UNION ALL
    SELECT c.`id`, c.`name`, c.`pid`, p.`level` + 1, CONCAT(p.`path`, ' > ', c.`name`)
    FROM `category` c
    INNER JOIN `cte` p ON c.`pid` = p.`id`
)
SELECT * FROM `cte` ORDER BY `path`;

PHP 端直接 $pdo->query($sql)->fetchAll() 即得帶層級與路徑的扁平結果，再用單次遍歷組裝樹 (同方案一)。

效能與記憶體比較 (10 萬筆測試)

常見需求擴充

只取某節點的所有後代 ID (含自己)

function getDescendantIds(array $data, int $rootId): array
{
    $map = [];
    foreach ($data as $item) $map[$item['pid']][] = $item['id'];
    $ids = [$rootId];
    $queue = [$rootId];
    while ($queue) {
        $pid = array_shift($queue);
        if (!empty($map[$pid])) {
            $ids = array_merge($ids, $map[$pid]);
            $queue = array_merge($queue, $map[$pid]);
        }
    }
    return $ids;
}

麵包屑導航 (取得祖先路徑)

function getBreadcrumb(array $data, int $nodeId): array
{
    $map = array_column($data, null, 'id');
    $path = [];
    while ($nodeId !== 0 && isset($map[$nodeId])) {
        $path[] = $map[$nodeId]['name'];
        $nodeId = $map[$nodeId]['pid'];
    }
    return array_reverse($path);
}

移動子樹 (更新 pid 及所有後代)

需配合 Materialized Path 或 Closure Table，單純 Adjacency List 需遞歸更新所有後代 pid，大量資料建議用 UPDATE ... WHERE pid IN (SELECT ...) 批次處理。

選型建議

• 資料量 < 5000、深度 < 10：**遞歸 + 靜態變量** 程式碼最簡潔。
• 深度不可控、或嚴格生產環境：**非遞歸堆疊** 或 **MySQL CTE**。
• 高頻讀取、複雜查詢 (祖先、後代、同層)：**Materialized Path / Closure Table** 結構重設計。
• 前端樹形元件 (zTree, Ant Design Tree, Vue-Tree) 需特定格式：在組裝時直接產出 ['label' => $name, 'value' => $id, 'children' => ...]。