Go 嵌套循环

Go嵌套循环是指在Go语言中，一个循环结构（如for）内部包含另一个循环结构的编程技术。嵌套循环常用于处理多维数据结构（如二维数组）或需要多层迭代的场景。本文将详细介绍Go嵌套循环的基本语法、实际应用及注意事项。

基本概念[编辑 | 编辑源代码]

嵌套循环是指在一个循环体内部再定义一个或多个循环。外层循环每执行一次，内层循环会完整执行一遍。在Go语言中，for是唯一的循环结构，但可以通过嵌套实现复杂的迭代逻辑。

语法结构[编辑 | 编辑源代码]

以下是Go嵌套循环的基本语法：

for 初始化语句; 条件表达式; 后置语句 {
    // 外层循环代码
    for 初始化语句; 条件表达式; 后置语句 {
        // 内层循环代码
    }
}

代码示例[编辑 | 编辑源代码]

示例1：打印乘法表[编辑 | 编辑源代码]

以下代码演示了如何使用嵌套循环打印一个简单的乘法表：

package main

import "fmt"

func main() {
    for i := 1; i <= 9; i++ {      // 外层循环控制行数
        for j := 1; j <= i; j++ {  // 内层循环控制列数
            fmt.Printf("%d*%d=%d\t", j, i, j*i)
        }
        fmt.Println()              // 每行结束后换行
    }
}

输出结果：

1*1=1	
1*2=2	2*2=4	
1*3=3	2*3=6	3*3=9	
...
1*9=9	2*9=18	...	9*9=81

示例2：遍历二维数组[编辑 | 编辑源代码]

嵌套循环常用于处理二维数组：

package main

import "fmt"

func main() {
    matrix := [3][3]int{
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6},
        {7, 8, 9},
    }

    for i := 0; i < len(matrix); i++ {         // 遍历行
        for j := 0; j < len(matrix[i]); j++ {  // 遍历列
            fmt.Printf("%d ", matrix[i][j])
        }
        fmt.Println()
    }
}

输出结果：

1 2 3 
4 5 6 
7 8 9

实际应用场景[编辑 | 编辑源代码]

场景1：图像处理[编辑 | 编辑源代码]

在图像处理中，嵌套循环可用于遍历像素矩阵。例如，将彩色图像转换为灰度图：

for y := 0; y < height; y++ {
    for x := 0; x < width; x++ {
        r, g, b := getPixel(x, y)
        gray := 0.299*float64(r) + 0.587*float64(g) + 0.114*float64(b)
        setPixel(x, y, uint8(gray))
    }
}

场景2：游戏开发[编辑 | 编辑源代码]

在棋盘类游戏（如围棋）中，嵌套循环用于检测棋盘状态：

for row := 0; row < boardSize; row++ {
    for col := 0; col < boardSize; col++ {
        if board[row][col] == opponentStone {
            checkSurroundings(row, col)
        }
    }
}

性能注意事项[编辑 | 编辑源代码]

时间复杂度：嵌套循环的时间复杂度通常是 $O (n^{2})$ ，需谨慎处理大数据集。
循环优化：可通过以下方式优化：

 * 减少内层循环的计算量（如提前计算常量）
 * 使用break提前终止循环

流程图示例[编辑 | 编辑源代码]

以下Mermaid流程图展示了嵌套循环的执行逻辑：

常见错误与调试[编辑 | 编辑源代码]

无限循环：确保内/外层循环的终止条件可被满足。
变量覆盖：避免内外层循环使用同名变量（如均用i）。
边界错误：检查循环条件是否包含等号（如<=与<）。

进阶技巧[编辑 | 编辑源代码]

标签跳出：使用标签直接跳出多层循环：

outerLoop:
for i := 0; i < 10; i++ {
    for j := 0; j < 10; j++ {
        if condition {
            break outerLoop  // 直接跳出外层循环
        }
    }
}

并行化处理：对于计算密集型任务，可在内层循环使用goroutine（需注意同步问题）。

总结[编辑 | 编辑源代码]

Go嵌套循环是处理多维数据和多层逻辑的重要工具。通过合理设计循环结构和优化性能，可以高效解决复杂问题。初学者应通过实际练习（如打印图形、矩阵运算）逐步掌握其应用场景。