PHP 字串處理核心函數速查手冊 (第五輯)：編碼、查找、截取、替換、正則與序列化

前言

字串處理是 PHP 最高頻操作。本文精選核心函數：編碼轉換、查找定位、截取擷取、替換修改、正則表達式、序列化儲存，附參數詳解、效能比較與實戰陷阱。

一、編碼與轉義

二進位/十六進位互轉

bin2hex($str)      // 二進位字串 → 十六進位字串
hex2bin($hex)      // 十六進位 → 二進位 (PHP 5.4+)
// 範例
$binary = "Hello";
$hex = bin2hex($binary);    // "48656c6c6f"
$back = hex2bin($hex);      // "Hello"

// 實戰：安全儲存二進位資料 (如圖片、加密輸出) 到資料庫文字欄位

字串修剪

大小寫轉換 (單位元組)

strtolower($str)   // 全小寫
strtoupper($str)   // 全大寫
ucfirst($str)      // 首字大寫
ucwords($str)      // 每單字首字大寫
// 注意：中文等多位元組字元請用 mb_strtolower 等 (需 mbstring)

字元轉換：strtr

// 單字元對應轉換 (效能最好)
$trans = ['ä'=>'ae', 'ö'=>'oe', 'ü'=>'ue', 'ß'=>'ss'];
echo strtr("Grüße", $trans); // "Gruesse"

// 兩字串對應 (長度需相等)
echo strtr("abc", "abc", "123"); // "123"

// 陣列鍵值對替換 (長鍵優先，避免重複替換)
$replace = ['apple'=>'fruit', 'app'=>'application'];
echo strtr("I like app and apple", $replace); 
// "I like application and fruit" (長鍵優先)

二、查找與定位

關鍵陷阱：嚴格比較

$pos = strpos("abc", "a"); // 0
if ($pos) { ... }           // 錯誤！0 視為 false
if ($pos !== false) { ... } // 正確
if ($pos === false) { ... } // 未找到

三、截取與擷取

substr - 核心截取

substr(string $string, int $offset, int|null $length = null): string

$str = "abcdefgh";
substr($str, 2);       // "cdefgh" (從索引 2 到結尾)
substr($str, 2, 3);    // "cde" (長度 3)
substr($str, -3);      // "fgh" (倒數 3 字元)
substr($str, -5, 2);   // "de" (倒數 5 起長度 2)
substr($str, 0, -2);   // "abcdef" (排除最後 2 字元)

從找到位置擷取

分割與合併

explode(string $separator, string $string, int $limit = PHP_INT_MAX): array
implode(string $glue, array $pieces): string

// explode 範例
$str = "a,b,c,d";
explode(",", $str);        // ['a','b','c','d']
explode(",", $str, 2);     // ['a', 'b,c,d'] (限制分割數)
explode(",", $str, -1);    // ['a','b','c'] (PHP 5.1+，排除最後)

// implode 範例
implode("|", ['a','b','c']); // "a|b|c"
implode("", ['a','b','c']);  // "abc"

四、替換與正則

簡單替換：str_replace / str_ireplace

str_replace($search, $replace, $subject, &$count = null): string|array

// 字串替換
str_replace("old", "new", "old old old"); // "new new new"

// 陣列批次替換 (順序重要：長字串優先)
$search = ['apple', 'app'];
$replace = ['fruit', 'application'];
str_replace($search, $replace, "I have an app and an apple");
// "I have an application and an fruit" (app 先被替換，導致 apple 變 applicationle)

// 修正：長字串優先
$search = ['apple', 'app'];
$replace = ['fruit', 'application'];
// 或用 strtr 陣列模式 (自動長鍵優先)

// 計算替換次數
$count = 0;
str_replace("a", "b", "aaaa", $count); // $count = 4

正則替換：preg_replace

preg_replace($pattern, $replacement, $subject, $limit = -1, &$count = null): string|array

// 移除多餘空白
preg_replace('/\s+/', ' ', "a   b\tc\nd"); // "a b c d"

// 回調函數替換 (PHP 7.4+ 箭頭函數)
preg_replace_callback('/(\d+)/', fn($m) => $m[1]*2, "a1b2c3"); // "a2b4c6"

// 具名捕獲群組替換 (PHP 7+)
$pattern = '/(?\d{4})-(?\d{2})-(?\d{2})/';
$replacement = '$/$/$';
preg_replace($pattern, $replacement, '2024-01-15'); // "01/15/2024"

// 分割：preg_split
preg_split('/\s*,\s*/', 'a, b , c'); // ['a','b','c'] (處理逗號前後空白)

舊式正則 (已移除 PHP 7+)：ereg 族群

**ereg, eregi, ereg_replace, eregi_replace, split, spliti, sql_regcase 已於 PHP 7.0 移除**，請全面遷移至 PCRE (preg_*) 函數。

五、特殊字元處理

六、序列化儲存

serialize(mixed $value): string
unserialize(string $data, array $options = []): mixed

// 範例
$data = ['user' => 'john', 'roles' => ['admin', 'editor'], 'active' => true];
$serialized = serialize($data);
// a:3:{s:4:"user";s:4:"john";s:5:"roles";a:2:{i:0;s:5:"admin";i:1;s:6:"editor";}s:6:"active";b:1;}

$restored = unserialize($serialized);
// ['user'=>'john', 'roles'=>['admin','editor'], 'active'=>true]

// 安全選項 (PHP 7+)
unserialize($data, ['allowed_classes' => false]); // 禁止物件反序列化 (防 RCE)
unserialize($data, ['allowed_classes' => ['MyClass']]); // 僅允許特定類別

序列化 vs JSON

七、實戰：安全的序列化儲存類別

class SafeSerializer {
    public static function pack(mixed $data, int $ttl = 0): string {
        $payload = [
            'data' => $data,
            'time' => time(),
            'ttl'  => $ttl,
            'hash' => hash_hmac('sha256', serialize($data), self::getKey())
        ];
        return base64_encode(serialize($payload));
    }
    
    public static function unpack(string $packed): mixed {
        $payload = @unserialize(base64_decode($packed), ['allowed_classes' => false]);
        if (!$payload || !isset($payload['data'], $payload['hash'], $payload['time'], $payload['ttl'])) {
            throw new Exception('Invalid payload');
        }
        // 驗證 HMAC
        if (!hash_equals($payload['hash'], hash_hmac('sha256', serialize($payload['data']), self::getKey()))) {
            throw new Exception('Tampered payload');
        }
        // 檢查 TTL
        if ($payload['ttl'] > 0 && time() - $payload['time'] > $payload['ttl']) {
            throw new Exception('Expired payload');
        }
        return $payload['data'];
    }
    
    private static function getKey(): string {
        return hash_hmac('sha256', 'serializer_salt', ini_get('session.secret') ?: 'fallback_secret');
    }
}

// 使用
$token = SafeSerializer::pack(['user_id' => 123, 'role' => 'admin'], 3600); // 1小時有效
$data = SafeSerializer::unpack($token);

總結

字串處理核心在於：**查找用 `strpos`/`mb_strpos` (嚴格比較)、截取用 `substr`/`mb_substr`、簡單替換用 `str_replace` (注意順序) 或 `strtr` (長鍵優先)、複雜模式用 `preg_replace`、序列化優先 JSON、PHP 專用才用 `serialize` (必加 HMAC 驗證)**。多位元組環境**全系列改用 `mb_*` 前綴函數**，並設定 `mb_internal_encoding('UTF-8')`。避開已移除的 `ereg` 族群，擁抱 PCRE 正則標準。