Python實踐中的嵌套循環

一、嵌套循環的簡介

在Python編程中，嵌套循環是一個非常重要的概念。它是指在循環體內，再嵌套另一個循環，用來實現多層循環控制，從而遍曆數據、生成序列、篩選數據等操作。

嵌套循環的語法結構為：

for x in 元素1:
    for y in 元素2:
        #執行語句

其中，元素1和元素2可以是任意類型的Python對象，只要可以被迭代就可以使用。執行語句的內容可以是任意的Python代碼。

下面展示一個簡單的嵌套循環示例，用來實現打印九九乘法表：

for i in range(1, 10):
    for j in range(1, i+1):
        print(i, '*', j, '=', i*j, end='\t')
    print()

運行結果如下：

1 * 1 = 1	
2 * 1 = 2	2 * 2 = 4	
3 * 1 = 3	3 * 2 = 6	3 * 3 = 9	
4 * 1 = 4	4 * 2 = 8	4 * 3 = 12	4 * 4 = 16	
5 * 1 = 5	5 * 2 = 10	5 * 3 = 15	5 * 4 = 20	5 * 5 = 25	
6 * 1 = 6	6 * 2 = 12	6 * 3 = 18	6 * 4 = 24	6 * 5 = 30	6 * 6 = 36	
7 * 1 = 7	7 * 2 = 14	7 * 3 = 21	7 * 4 = 28	7 * 5 = 35	7 * 6 = 42	7 * 7 = 49	
8 * 1 = 8	8 * 2 = 16	8 * 3 = 24	8 * 4 = 32	8 * 5 = 40	8 * 6 = 48	8 * 7 = 56	8 * 8 = 64	
9 * 1 = 9	9 * 2 = 18	9 * 3 = 27	9 * 4 = 36	9 * 5 = 45	9 * 6 = 54	9 * 7 = 63	9 * 8 = 72	9 * 9 = 81	

二、遍歷二維數組

在Python中，我們經常需要處理多維數組。如果是二維數組，我們就可以使用嵌套循環來遍歷或者處理。

下面展示一個示例，用來計算一個二維數組中所有元素的和：

arr = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
total = 0
for row in arr:
    for elem in row:
        total += elem
print(total)

運行結果為：

45

三、生成嵌套列表

在Python中，我們也可以生成嵌套列表。這個需要使用到列表推導式，結合嵌套循環可以很方便地實現。

下面展示一個示例，用來生成一個2*3的嵌套列表：

lst = [[0 for j in range(3)] for i in range(2)]
print(lst)

運行結果為：

[[0, 0, 0], [0, 0, 0]]

四、選擇排序算法

選擇排序是一種基本的排序算法，它的基本思路是每次從待排序元素中選擇最小（或最大）的一個元素，將其放到已排序序列的末尾。在Python中，我們也可以使用嵌套循環來實現選擇排序。

下面展示一個示例，用來對一個列表進行選擇排序：

lst = [5, 3, 8, 6, 4, 2, 7, 1]
n = len(lst)
for i in range(n-1):
    min_idx = i
    for j in range(i+1, n):
        if lst[j] < lst[min_idx]:
            min_idx = j
    lst[i], lst[min_idx] = lst[min_idx], lst[i]
print(lst)

運行結果為：

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

五、計算圓周率

計算圓周率是一個經典的計算問題，可以使用嵌套循環來進行實現。

下面展示一個示例，用來計算圓周率的值：

from random import random
from math import sqrt

n = 1000000
cnt = 0

for i in range(n):
    x = random()
    y = random()
    if sqrt(x**2 + y**2) < 1:
        cnt += 1

pi = 4 * cnt / n
print(pi)

運行結果為：

3.142704

六、總結

嵌套循環是Python編程中一個非常實用的概念。它可以用來遍歷多維數據、生成嵌套列表、實現排序算法等。掌握嵌套循環的基本語法結構，可以讓我們的Python編程更加靈活和高效。