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巢狀迴圈

有些時候會需要在迴圈中再放一層迴圈，分成彼此有關聯以及彼此沒關聯兩種

內外層不相干

試著透過 for 畫出一個邊長為 n 的正方形吧

想輸出這樣的矩形，可以分成兩部分，輸出 n 個 * 的寬，再輸出 n 排，又可以說是分成一個會重複輸出 n 個 * 的迴圈跟一個會反覆輸出 n 排有 n 個 * 的迴圈

一個個步驟來看，先做出一層輸出寬的迴圈

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    int i;
    for(int i=0;i<n;i++){
        cout<<'*';
    }
    return 0;
}

現在做好了寬，接著重複輸出 n 排寬

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin >> n;
    int i,j;
    for(i = 0; i < n; i++){
        for(j = 0; j < n; j++){
            cout<<"*";
        }
    }
    return 0;
}

最後放入換行，因為換行要等寬都輸出完，所以只能放在外層的迴圈，當然也可以放在內層中看看最後輸出會變怎樣

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin >> n;
    int i,j;
    for(i = 0; i < n; i++){
        for(j = 0; j < n; j++){
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

迴圈沒有必要一定要塞在一層內，像這樣的多層迴圈反而能更好閱讀以及更輕易的抓出錯誤

內外層相干

知道了該如何做出三角形，接著試著輸出邊長為 n 的直角三角形吧

透過觀察，我們可以知道三角形在第一層時輸出一個 * 第二層兩個，以此類推，這次我們先建好一個高，長為 n

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++){
        
    }
    return 0;
}

和輸出矩形的步驟一樣，放入內層的迴圈與換行

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++){
        for(int j=0;j<n;j++){
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

從前面的觀察可以知道三角形在第一層時輸出一個 *，第二層兩個，以此類推，因此把這個邏輯套到程式內，i 跟三角形每層輸出的 * 一樣，每次都加一，所以可以把內層的 n 替換成 i

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++){ 
        for(int j=0;j<i;j++){ //n 換成 i
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

但現在又有個問題， i 一開始是 0，如果這樣的話，內層的迴圈就達不到設定的條件，如果要解決這個問題，那就讓 i 直接變成從 1 開始就搞定了

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++){ //令 i == 1
        for(int j=0;j<i;j++){
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

只是當 i 是 1 時，使用 i < n 的話，會少掉一次，這時的條件要變成 i <= n，當然如果要改成 i < n+1 也可以

接下來試試該如何輸出倒過來且底和高長度是 n 的直角三角形，以及高是 n 的等腰三角形，輸出圖案如下圖所示：

高度長 n 的倒直角三角形

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++){ 
        for(int j=0;j<=n-i;j++){
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

高是 n 的等腰三角形

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++){ 
        for(int j=0;j<i;j++){
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){ 
        for(int j=0;j<n-i;j++){
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

更複雜的巢狀迴圈

輸出一個邊長為 n 的平行四邊形

透過這張圖，我們可以分析出，它是由一個倒直角三角形加上一個正方形所組成的

運用輸出正方形的程式碼（在練習時請自己重新打一個，不要用複製貼上的方式，否則無法增加熟練度）

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin >> n;
    int i,j;
    for(i = 0; i < n; i++){
        for(j = 0; j < n; j++){
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

和倒直角三角形的程式碼

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++){ 
        for(int j=0;j<=n-i;j++){
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

將它們結合起來即可得到一個邊長為 n 的平行四邊形，由於會先輸出倒直角三角形，把輸出的指令放在上方

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++){ 
        for(int j=0;j<=n-i;j++){  //輸出倒三角
            cout<<" ";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

接著放入正方形的指令

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++){ 
        for(int j=0;j<=n-i;j++){
            cout<<" ";
        }
        for(int j=0;j<=n-i;j++){  //輸出正方形
            cout<<"*";
        }
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

但很重要的一點是，倒三角形的高是 n-1，可是平行四邊形是 n，因此要修改一下倒三角形的條件式

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++){ 
        for(int j=0;j<n-i;j++){ //修改成 j < n-1
            cout<<" ";
        }
        for(int j=0;j<n;j++){
			cout<<"*";
		}
        cout<<"\n";
    }
    return 0;
}

將倒直角三角形中的 j <= n-i 的部分，修改成 j < n-i，這樣就能只輸出邊長為 n-1 的倒直角三角形了