Nästlade loopar

En nästlad loop är en loop som ligger inuti en annan loop. Den inre loopen körs helt och hållet, från början till slut, för varje enda varv av den yttre. Det är kraftfullt när ett problem har två dimensioner — rader och kolumner, dagar och tider, grupper och medlemmar i varje grupp.

Ett enkelt exempel — multiplikationstabellen

for (int rad = 1; rad <= 3; rad++)
{
    for (int kolumn = 1; kolumn <= 3; kolumn++)
    {
        Console.Write(rad * kolumn + "\t");
    }
    Console.WriteLine();
}

1    2    3
2    4    6
3    6    9

Den yttre loopen (rad) går tre varv. För varje varv av rad kör den inre loopen (kolumn) sina tre varv helt och hållet, innan den yttre loopen går vidare till nästa rad. Totalt antal varv i den inre koden: 3 × 3 = 9 — inte 3 + 3.

Bygga ett mönster

Nästlade loopar är också hur du bygger visuella mönster rad för rad, där varje rad beror på var i loopen du är:

for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    for (int j = 1; j <= i; j++)
    {
        Console.Write(j);
    }
    Console.WriteLine();
}

1
1 2
1 2 3
1 2 3 4
1 2 3 4 5

Lägg märke till att den inre loopens gräns (j <= i) beror på den yttre loopens aktuella värde — det är just det som gör att varje rad blir en siffra längre än den förra.

Var dyker det upp?

Nästlade loopar är precis mekaniken bakom att loopa igenom en tvådimensionell array — en yttre loop för raden, en inre för kolumnen. Samma mönster, bara att det du skriver ut kommer från matrix[rad, kolumn] istället för att räknas fram direkt i loopen.

Prestanda — tänk på antalet varv

Två nästlade loopar med n varv var ger n² totala varv genom den inre koden, inte 2n. Tre nästlade loopar ger n³. Det växer snabbt:

För små n spelar det sällan roll. Loopar du igenom en stor datamängd i flera nästlade varv är det värt att fråga dig om det verkligen behöver vara n² — ofta finns en smartare lösning, till exempel ett HashSet eller Dictionary som gör uppslagningen till O(1) istället för att loopa igenom allt igen för varje element.

Obligatorisk dad-joke

Varför tog den yttre loopen det lugnt?

Den visste att den inre loopen skulle göra hela jobbet innan den själv behövde gå vidare.