多重循环的格式及注意事项

在 Scala 中，多重循环（嵌套循环）的格式与单循环类似，通过将一个循环结构嵌套在另一个循环结构内部实现，常用于处理多维数据或需要多层遍历的场景。

多重循环的基本格式

1. 嵌套 for 循环

for 循环在 Scala 中语法简洁，支持多生成器（generator），天然适合实现多重循环，无需显式嵌套大括号。

格式 1：多生成器在同一行（推荐）

for (
  变量1 <- 集合1;  // 外层循环
  变量2 <- 集合2   // 内层循环（依赖外层变量时，顺序不能换）
) {
  // 循环体（可使用变量1、变量2）
}

格式 2：显式嵌套（类似其他语言）

for (变量1 <- 集合1) {  // 外层循环
  for (变量2 <- 集合2) {  // 内层循环
    // 循环体
  }
}

2. 嵌套 while 循环

var 外层变量 = 初始值
while (外层条件) {
  var 内层变量 = 初始值
  while (内层条件) {
    // 循环体
    内层变量 = 更新值  // 避免死循环
  }
  外层变量 = 更新值  // 避免死循环
}

注意事项

1. 循环变量作用域

   • for 循环的变量（如 i、j）作用域仅限于循环体，外层变量可在内层使用，但内层变量无法在外层访问。
   • while 循环的变量需用 var 声明（可变变量），作用域可能超出循环体（需注意变量污染）。

2. 性能问题

   • 多重循环的时间复杂度通常为 O(n^k) （k 为循环层数），层数越多性能消耗越大，避免不必要的嵌套（如可通过扁平化集合、使用高阶函数 flatMap 替代）。

3. 退出循环的方式

   • Scala 中没有 break 语句（需导入 scala.util.control.Breaks 工具类），多层循环中使用 break 需注意标签（label）区分层级：

     import scala.util.control.Breaks._
     
     breakable {  // 外层循环标签
       for (i <- 1 to 5) {
         breakable {  // 内层循环标签
           for (j <- 1 to 5) {
             if (i == 3 && j == 3) break()  // 退出内层循环
             println(s"i=$i, j=$j")
           }
         }
         if (i == 4) break()  // 退出外层循环
       }
     }
     

4. 可读性

   • 循环层数建议不超过 3 层，过多层级会导致代码难以维护，可拆分为函数或使用集合操作（如 flatMap、foreach 嵌套）优化。

5. for 循环的守卫（条件过滤） 可在多生成器中添加守卫（if 条件）简化逻辑，避免内层循环中的条件判断