Есть код получающии список городов(массив $goroda) по названию области($oblasti[$b]), если инфа по городам есть.
Из формируеться многомерный массив.


На выходе получаеться:

ВОПРОС - А как можно сделать чтобы было:


прямо головоломка какая та.., уже несколько часов медитирую....  

у тебя получился "двойной индекс". 
как, по-твоему, можно было бы обращаться к такому элементу?
такая конструкция невозможна.
можно так:

Спасиб за разяснение, ваш вариант подходит тоже) 

сложно судить, не зная задачи, для которой этот массив делается, но лично мне бы больше понравился первоначальный, но без элемента с индексом 3

ну, тогда для однотипной обработки - все элементы с ассоциативным индексом по имени города/региона, а значением - массив подрегионов.  или пустой массив. 
ты об этом?

тоже, кстати, хорошая идея.


Но для понимания сложнее, да. И вообще, все эти выкрутасы с ключами противны человеческой природе =)
Но учитывая, что ключом в PHP может быть что угодно, и всякие операции, когда ключи и значения меняются местами, типа array_keys или count_values являются в пхп штатными, то предложенный способ вполне можно считать подходящим.

Не говоря уже о том, что при значащих ключах поиск упрощается на порядки - isset вместо array_search. В этом смысле массив со значащими ключами и незначащими значениями куда лучше, чем обычный - со значащими значениями и ничего не значащими ключами (1,2,3).

я бы довел до аболюта однотипность структуры:

на тот случай, если возможна вложенность больше двух. в противном случае, придется определять тип элемента при обращении: если is_array - то есть подрегионы и названием является ключ, если нет - то подрегионов нет и названием является значение... лишние условия, все же. 
ну, если вложенность надо фиксированно двухуровневая(впрочем, зарекаться никому бы не советовал - жизнь, она штука изменчивая), то можно обойтись и двумя типами элементов: с вложенным массивом и с именем города в качестве значения.