Lua 巢狀迴圈完全指南：語法、多型別混合與質數篩選實例

Lua 允許任意型別迴圈互相嵌套：for 套 for、while 套 while、repeat 套 for 等，靈活解決多維遍歷、矩陣運算、演算法實作等問題。

巢狀迴圈語法樣板

for 套 for

for i = 1, 3 do
    for j = 1, 3 do
        print(i, j)
    end
end

while 套 while

while cond1 do
    while cond2 do
        -- body
    end
end

repeat 套 repeat

repeat
    repeat
        -- body
    until cond2
until cond1

關鍵特性

• 型別自由混合：外層 for、內層 while 完全合法。
• 變數作用域：內層迴圈變數（如 for j=... 中的 j）僅在內層可見，外層不可存取。
• break/return：break 僅跳出最內層迴圈；return 直接離開整個函數。
• 效能考量：深層巢狀迴圈複雜度呈指數增長，注意演算法優化（如剪枝、快取）。

實戰範例：簡易質數篩選（試除法）

for i = 2, 10 do
    local is_prime = true
    for j = 2, math.sqrt(i) do
        if i % j == 0 then
            is_prime = false
            break  -- 僅跳出內層 j 迴圈
        end
    end
    if is_prime then
        print("Value of i is", i)
    end
end

執行結果

Value of i is 2
Value of i is 3
Value of i is 5
Value of i is 7

（原文範例輸出 8,9,10 似為邏輯錯誤，上方修正為正確質數判斷邏輯）

進階應用：多維表格遍歷

local matrix = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
}

for i, row in ipairs(matrix) do
    for j, val in ipairs(row) do
        print(string.format("matrix[%d][%d] = %d", i, j, val))
    end
end

最佳實踐建議

1. 淺層優先：超過 3 層巢狀考慮重構（拆函數、改用疊代器）。
2. 區域變數：迴圈變數盡量用 for i=... 隱式區域化，避免全域污染。
3. 提前退出：善用 break、條件旗標減少無效迭代。
4. 泛型 for 遍歷表格：比數值索引更安全、更具可讀性。