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常用詞典

[計] 嵌套循環

例句

Nested loop join (NLJOIN) with sort composite.

使用複合排序的嵌套循環聯接(NLJOIN)。

The only interesting thing now is a nested loop.

唯一有趣的是現在是一個嵌套循環。

Example 5: INLIST to Nested Loop Join (query rewrite).

例子5：INLIST改為嵌套循環連接(查詢重寫)。

The 3 tables in QB1 are joined with nested loop join (NLJ).

QB 1中三個表用嵌套循環(NLJ)連接。

Contrarily to the nested loop join, indexes are no longer so important.

與嵌套循環聯接相反，索引不再是非常重要的了。

專業解析

在計算機編程中，嵌套循環 (Nested Loop) 是指一個循環結構（稱為内層循環）完全包含在另一個循環結構（稱為外層循環）内部的編程結構。這種設計允許程式對多維數據結構（如二維數組）或需要組合遍曆多個數據集的情況進行高效處理。

核心概念與工作原理：

1. 層級執行：

   • 程式首先進入外層循環，執行其初始化步驟。
   • 每當外層循環疊代一次（即執行一次循環體），它都會啟動并完整執行一遍内部的内層循環。
   • 内層循環會從頭到尾運行其所有的疊代次數。
   • 隻有當内層循環徹底執行完畢後，程式才會返回到外層循環，進行下一次疊代。
   • 外層循環的下一次疊代會再次啟動并完整執行内層循環的所有疊代，如此反複，直到外層循環也完成其所有疊代。

2. 總疊代次數：

   • 如果外層循環需要疊代 M 次，而内層循環每次被調用時需要疊代 N 次，那麼内層循環體中的語句總共會被執行 M * N 次。這是理解嵌套循環效率的關鍵。

直觀示例（僞代碼）：

for i in range(3): # 外層循環 (i 從 0 到 2)
for j in range(2): # 内層循環 (j 從 0 到 1)
print(f"i={i}, j={j}")

輸出結果：

i=0, j=0
i=0, j=1# 完成内層循環第一次完整運行 (j=0,1)
i=1, j=0
i=1, j=1# 完成内層循環第二次完整運行
i=2, j=0
i=2, j=1# 完成内層循環第三次完整運行

主要應用場景：

• 處理多維數組/矩陣： 遍曆二維數組的行和列是最典型的應用。外層循環遍曆行，内層循環遍曆該行的每一列。
• 組合枚舉： 當需要生成或處理來自不同集合的所有可能元素組合時（例如，比較兩個列表中的所有元素對）。
• 網格或棋盤操作： 在圖形、遊戲開發中遍曆像素點或棋盤格子。
• 複雜算法： 許多基礎算法如冒泡排序、選擇排序、矩陣乘法等都依賴于嵌套循環來實現其核心邏輯。

效率考量：

嵌套循環的總時間複雜度通常是 *O(M N)**，其中 M 和 N 分别是外層和内層循環的疊代次數。當 M 和 N 都很大時，嵌套循環可能會成為性能瓶頸。因此，在設計和優化算法時，需要關注循環的嵌套深度和疊代次數。

圖示理解：

graph TD
A[開始] --> B[外層循環初始化]
B --> C{外層循環條件滿足？}
C -->|是| D[内層循環初始化]
D --> E{内層循環條件滿足？}
E -->|是| F[執行内層循環體]
F --> G[内層循環更新]
G --> E
E -->|否| H[外層循環更新]
H --> C
C -->|否| I[結束]

參考來源：

• 嵌套循環是計算機科學和編程中的基礎概念，在幾乎所有編程語言的教程和教材中都有詳細闡述。其定義和工作原理屬于計算機科學的核心知識體系。您可以參考權威的編程教材或計算機科學基礎課程資料，例如：
  • 《C Programming Language》（Kernighan & Ritchie）
  • 《Introduction to Algorithms》（Cormen, Leiserson, Rivest, Stein）
  • 各大高校公開的《程式設計基礎》、《數據結構》等線上課程講義。

網絡擴展資料

“nested loop”（嵌套循環）是編程中一種常見的循環結構，指在一個循環内部包含另一個循環。以下是詳細解釋：

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1.基本定義

• 嵌套循環 = 外層循環 + 内層循環。外層循環每執行一次，内層循環會完整執行所有疊代。
• 示例（僞代碼）：

  for i從1到3:
  for j從1到2:
  打印(i, j)

  輸出結果為：

  (1,1), (1,2), (2,1), (2,2), (3,1), (3,2)

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2.典型應用場景

• 多維數據處理：如遍曆二維數組（矩陣）的行和列。
• 組合問題：生成所有可能的元素組合（如排列、笛卡爾積）。
• 算法實現：如冒泡排序（雙重循環比較元素）、矩陣乘法（三重循環計算元素乘積）。

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3.時間複雜度

• 若外層循環執行m 次，内層循環執行n 次，總時間複雜度為O(m×n)。
• 三重嵌套循環的時間複雜度為O(m×n×p)，需警惕性能問題。

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4.注意事項

• 控制變量名：内外層循環變量需不同（如i和j），避免邏輯錯誤。
• 性能優化：避免深層嵌套（如超過3層），可考慮拆分循環或用并行計算優化。
• 替代方案：某些場景可用哈希表、遞歸或内置函數（如itertools.product()）替代嵌套循環。

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5.代碼示例

• Python中打印九九乘法表：

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

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嵌套循環是處理多層疊代問題的直觀工具，但需謹慎設計以避免性能瓶頸。在複雜場景中，建議結合算法優化策略使用。

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