巢狀結構

還記得第一週講解迴圈時，我們曾經介紹過巢狀迴圈（迴圈中有另一個迴圈）這個技巧嗎？藉由巢狀結構，我們可以簡化大量的程式碼，不只是對迴圈這種控制指令的語法如此，對陣列這種控制資料的語法，也同樣如此！

考慮一個設計需求：我們要撰寫一個基本的3x3圈圈叉叉小遊戲，為了記憶每個方格內目前是畫了圈圈還是叉叉，並且顯示在螢幕上給使用者看，必須設計一個資料結構。我們決定使用一個整數陣列來記錄這些方格的狀態，0代表空格，1代表叉叉，2代表圈圈，並且使用for-in迴圈做顯示的工作，用switch-case處理整數轉為圖案的工作：

var 方格 = [0,0,0,0,0,0,0,0,0] 

for i in 1...3 {  
    for j in 1...3 {
        // 列印方格狀態的程式碼?
    }
}

之所以會寫成巢狀迴圈，是因為圈圈叉叉的遊戲板塊是一個長為3、寬為3的矩形，因此我們列印三個方格之後才要換一行，而列印每一行必然只伴隨一次print()指令，所以我們撰寫程式前初步的線索是：print()這個指令將會進行三次。

為了將問題簡化，我們不妨先印出前三個方格就好了...

var line = "" // 用來記憶一行狀態的字串，初始為空白字串

for j in 1...3 {
    switch 方格[j-1] { // 記得，陣列的索引由0開始，這邊把1...3轉換成0...2
        case 0:
            line = line + " " // 0代表空格
        case 1:
            line = line + "×" // 1代表叉叉
        case 2:
            line = line + "o" // 2代表圈圈
        default:
            print("應該不可能出現0,1,2以外的數值才對...")
    }
}

print(line) // 印出一行

藉由取得索引為0,1,2的陣列元素，我們可以成功印出遊戲盤上第一行的方格狀態，以此類推的話，我們只要將目前的程式碼包在第二層迴圈裡面，也執行三次，就應該能印出全部三行的方格狀態了。

var 方格 = [0,1,0,2,1,2,0,1,2] 
var line:String

for i in 1...3 {
    line = "" // 用來記憶一行狀態的字串，畫每行之前先清除

    for j in 1...3 {
        switch 方格[ (j-1) + (i-1)*3 ] { // 每一次外層迴圈分別會計算出..[0,1,2], [3,4,5], [6,7,8]的結果
            case 0:
                line = line + " " // 0代表空格
            case 1:
                line = line + "×" // 1代表叉叉
            case 2:
                line = line + "o" // 2代表圈圈
            default:
                print("應該不可能出現0,1,2以外的數值才對...")
        }
    }

    print(line) // 印出一行
}

果然！完全正確的執行，但你是否覺得方格[ (j-1) + (i-1)*3 ]這樣的語法很礙眼？而且在撰寫這些算式的時候，腦筋稍微不清楚一點就會造成錯誤（比方說，不小心把i-1寫成i，跑到i=3, j=1這圈的時候，計算結果是9，而電腦是找不到索引為9的方格的，因為圈圈叉叉的遊戲版只需要0到8的索引。）

我們在想要取得某一方格內的狀態時，其實心中的想像是「我要取得第i欄、第j列的元素」，而目前的寫法方格[k]其實意義是「我要取得第k個元素」，因此有了i與j的乘法來算出k這個多此一舉的轉換。這時我們不禁想像...

var 方格 = ?
print(方格[1][2])

有這種語法就太好了是吧，實際上是有的！就如同巢狀for-in迴圈是怎麼構成的一樣，我們也可以回想一下陣列的意義：它是一系列同類型元素的集合，這些元素可以是Int、Float、String，甚至是自訂的struct 角色，那麼可不可能某個陣列，是一系列陣列的集合呢？

var 一個整數的陣列 = [1,2,3]
var 一個陣列的陣列 = [陣列1, 陣列2, 陣列3]

產生這種想法之後，很快就會覺得巢狀陣列也不是那麼複雜了（吧？）

var 方格 = [ [0,0,0], [1,1,1], [2,2,2] ]

print(方格[0])    // 方格[0]是一個整數陣列 [0,0,0]
print(方格[0][1]) // 先取得方格[0]這個陣列，接著印出其索引為1的元素

使用巢狀陣列配上巢狀迴圈，並且把for-in迴圈改成0...2來索引，程式碼瞬間就好讀多了！

var 方格 = [ [0,1,0] , [2,1,2] , [0,1,2] ]
var line:String

for i in 0...2 {
    line = "" // 用來記憶一行狀態的字串，畫每行之前先清除

    for j in 0...2 {
        switch 方格[i][j] {
            case 0:
                line = line + " " // 0代表空格
            case 1:
                line = line + "×" // 1代表叉叉
            case 2:
                line = line + "o" // 2代表圈圈
            default:
                print("應該不可能出現0,1,2以外的數值才對...")
        }
    }

    print(line) // 印出一行
}