在Python中，循环（for/while）是处理重复任务的基础工具。而循环嵌套则是更进阶的技巧，指在一个循环内部再包含另一个循环。它能帮我们处理更复杂的“多层重复”问题，比如遍历二维数据、生成图形或组合多个列表元素。
一、循环嵌套的基础概念¶
简单来说，嵌套循环就是“循环里面套循环”。外层循环控制大的迭代范围，内层循环则在每个外层循环的“单元”里执行更细致的重复操作。
举个最简单的例子：打印一个3x3的矩阵（每行3个数字）：
# 外层循环控制行数（3行）
for i in range(3):
# 内层循环控制每行的列数（3列）
for j in range(3):
print(f"({i},{j})", end=" ") # end=" " 让数字在同一行
print() # 每行结束后换行
输出结果：
(0,0) (0,1) (0,2)
(1,0) (1,1) (1,2)
(2,0) (2,1) (2,2)
- 外层循环变量
i从0到2（共3次），代表“行”； - 内层循环变量
j每次从0到2（共3次），代表“列”； - 内层循环完成后，执行
print()换行，进入下一行。
二、常见使用场景¶
嵌套循环的核心是“处理多层重复逻辑”，以下是最典型的场景：
1. 处理二维数据（表格/矩阵）¶
当数据是“二维结构”（比如表格、矩阵、列表的列表）时，嵌套循环可以逐层遍历。
场景示例：有一个学生成绩表，每个学生对应多门科目的成绩，需要统计每个学生的总分。
scores = [
[90, 85, 95], # 学生1：语文、数学、英语
[88, 92, 79], # 学生2
[76, 80, 85] # 学生3
]
for student in scores: # 外层循环：遍历每个学生
total = 0
for score in student: # 内层循环：遍历该学生的每门成绩
total += score
print(f"学生总分：{total}")
输出结果：
学生总分：270
学生总分：259
学生总分：241
2. 生成图形（图形打印）¶
嵌套循环可以用来绘制规则图形，比如矩形、三角形、菱形等。
场景示例1：打印直角三角形（n=5行）：
n = 5
for i in range(1, n+1): # 外层循环：控制行数（1到5）
for j in range(i): # 内层循环：控制每行的*数量（第i行有i个*）
print("*", end="")
print() # 换行
输出结果：
*
**
***
****
*****
场景示例2：打印矩形（3行4列）：
for i in range(3): # 3行
for j in range(4): # 每行4列
print("■", end="")
print() # 换行
输出结果：
■■■■
■■■■
■■■■
3. 组合多个列表元素（笛卡尔积）¶
如果需要对两个或多个列表的元素进行“全组合”（比如A列表的每个元素和B列表的每个元素配对），嵌套循环是最直观的方法。
场景示例：组合两个列表 [1,2] 和 ['a','b'] 的所有元素：
list1 = [1, 2]
list2 = ['a', 'b']
result = []
for x in list1: # 外层循环：遍历list1的每个元素
for y in list2: # 内层循环：遍历list2的每个元素
result.append((x, y)) # 组合成元组并加入结果
print(result)
输出结果：
[(1, 'a'), (1, 'b'), (2, 'a'), (2, 'b')]
三、使用注意事项¶
虽然嵌套循环很强大，但使用不当容易导致逻辑混乱或性能问题。以下是初学者需要注意的关键点：
1. 避免过多嵌套层数¶
嵌套循环的“层数”会直接影响代码的复杂度。超过3层嵌套时，代码可读性会大幅下降，且容易出错。
优化思路：如果必须多层循环，可考虑用递归、列表推导式或库函数（如itertools.product）简化。
2. 注意循环变量的作用域¶
内层循环变量和外层循环变量不能同名（虽然Python不强制报错，但会覆盖外层变量，导致逻辑错误）。
错误示例：
for i in range(3):
for i in range(2): # 错误！内层i覆盖外层i
print(i, end=" ")
print()
正确做法：使用不同变量名，如 i（外层）和 j（内层）。
3. 警惕性能问题¶
嵌套循环的时间复杂度是 O(n*m)（n、m为循环次数）。当数据量较大时（如1000×1000），可能导致程序运行缓慢。
优化建议：
- 能用单层循环解决的问题，绝不嵌套（比如先把二维数据展平）；
- 使用列表推导式或内置函数（如map、filter）替代简单嵌套循环。
4. 缩进错误导致逻辑失效¶
Python通过缩进来区分代码块，嵌套循环的缩进必须严格对齐。内层循环的代码必须比外层循环缩进更深，否则会报错或逻辑错误。
错误示例（内层循环未缩进）：
for i in range(2):
for j in range(2):
print(i, j) # 错误！print未缩进，无法访问i,j
5. 提前终止循环（break/continue）¶
在嵌套循环中使用 break 或 continue 时，要明确终止的是当前循环还是所有循环。
- break：立即终止最内层循环，外层循环继续；
- continue：跳过当前内层循环的剩余语句，进入下一次内层循环。
四、总结¶
循环嵌套是Python中处理“多层重复”任务的核心工具，通过它可以高效解决二维数据遍历、图形生成、列表组合等问题。但使用时需注意：
1. 控制嵌套层数，避免代码过于复杂；
2. 避免循环变量冲突，保证逻辑清晰；
3. 关注性能问题，数据量大时考虑优化。
从简单例子开始练习（如打印乘法表、直角三角形），逐步掌握后就能灵活应对复杂场景了！