Python嵌套循环

一、前言

在 Python 编程中，嵌套循环（Nested Loops） 是指在一个循环的内部再嵌套另一个循环。这种结构常用于处理多维数据结构（如二维数组、矩阵）、遍历组合数据、图形绘制等场景。

虽然嵌套循环在逻辑上更复杂，但它是解决许多实际问题的关键工具之一。例如：

• 遍历二维列表；
• 打印星号图案（如金字塔、菱形）；
• 实现排序算法中的双重比较；
• 检查多个集合之间的交集、并集；
• 多线程任务调度等；

本文将带你深入了解：

• 嵌套循环的基本语法；
• for 与 while 的嵌套方式；
• 常见应用场景；
• 控制嵌套循环的技巧；
• 常见误区与最佳实践；

无论你是刚入门的新手，还是希望提升编程技巧的老手，这篇文章都将为你提供实用的知识点！

二、什么是嵌套循环？

嵌套循环是指在一个循环体内部包含另一个循环的结构。

Python 中支持任意层级的嵌套，最常见的是两层嵌套（外层循环 + 内层循环），但也应避免过深嵌套，以免影响代码可读性。

✅ 基本语法格式（以 for 为例）：

for 外层变量 in 外层可迭代对象:
    for 内层变量 in 内层可迭代对象:
        # 循环体代码

✅ 示例：打印九九乘法表

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print(f"{j}x{i}={i*j}", end="\t")
    print()

📌 输出：

1x1=1	
1x2=2	2x2=4	
1x3=3	2x3=6	3x3=9
...

三、嵌套循环的工作机制

嵌套循环的执行流程如下：

1. 外层循环执行一次；
2. 内层循环完整执行一轮；
3. 返回外层循环，继续下一次迭代；
4. 重复步骤 2~3，直到外层循环结束；

📌 因此，如果外层循环执行 m 次，内层循环执行 n 次，则总共执行 m × n 次。

四、常见的嵌套循环类型

✅ 1. for 嵌套 for

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
for row in matrix:
    for item in row:
        print(item, end=" ")
    print()

输出：

1 2 3 
4 5 6 
7 8 9 

📌 适用于二维列表或矩阵操作。

✅ 2. for 嵌套 while

for i in range(3):
    j = 0
    while j < 3:
        print(f"i={i}, j={j}")
        j += 1

📌 可根据需求灵活组合不同类型的循环。

✅ 3. while 嵌套 while

i = 1
while i <= 3:
    j = 1
    while j <= i:
        print(j, end=" ")
        j += 1
    print()
    i += 1

输出：

1 
1 2 
1 2 3 

📌 适用于需要动态控制循环次数的情况。

五、控制嵌套循环的关键字

✅ 1. 使用 break 提前退出某一层循环

for i in range(3):
    for j in range(3):
        if j == 1:
            break
        print(f"i={i}, j={j}")

📌 只会跳出内层循环，外层仍继续执行。

✅ 2. 使用标志位控制多层循环退出

found = False
for i in range(3):
    for j in range(3):
        if i == 1 and j == 1:
            found = True
            break
    if found:
        break

📌 当你需要从多层循环中提前退出时，使用标志变量是推荐做法。

✅ 3. 使用函数封装提高可读性

def find_target():
    for i in range(3):
        for j in range(3):
            if i == 1 and j == 1:
                print("找到目标！")
                return

find_target()

📌 将嵌套循环封装成函数，通过 return 跳出所有循环，逻辑更清晰。

六、实际开发中的常见应用场景

✅ 1. 矩阵运算与图像处理

image = [[(255, 0, 0), (0, 255, 0)], [(0, 0, 255), (255, 255, 0)]]
for row in image:
    for pixel in row:
        print(pixel)

📌 用于图像像素遍历、颜色转换等操作。

✅ 2. 数据交叉匹配（如用户-商品推荐）

users = ["Alice", "Bob"]
products = ["iPhone", "MacBook"]

for user in users:
    for product in products:
        print(f"{user} 推荐了 {product}")

📌 模拟推荐系统中的简单交叉推荐逻辑。

✅ 3. 打印图形（如三角形、菱形）

n = 5
for i in range(n):
    for j in range(i+1):
        print("*", end="")
    print()

输出：

*
**
***
****
*****

📌 常用于初学者练习控制台绘图逻辑。

✅ 4. 查找两个集合的交集

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {2, 3, 4}

common = []
for a in set1:
    for b in set2:
        if a == b:
            common.append(a)

print("交集：", common)

📌 不使用内置方法，手动实现集合交集查找。

七、注意事项与最佳实践

八、总结对比表

九、结语

感谢您的阅读！如果你有任何疑问或想要分享的经验，请在评论区留言交流！