如何正确实现四层嵌套循环遍历所有 14⁴ 种字节数组组合_网络技术

如何正确实现四层嵌套循环遍历所有 14⁴ 种字节数组组合

发布时间 - 2026-01-28 00:00:00 点击率：次

本文详解 java 中嵌套循环计数器未重置导致迭代提前终止的根本原因，并提供两种可靠解决方案：修正版嵌套循环（含重置逻辑）与更简洁的单循环+模运算实现。

你遇到的问题非常典型——表面看是“循环没跑完”，实则是内层循环变量未在每次外层迭代开始时重置，导致 moveSet[1]、moveSet[

2] 和 moveSet[3] 在首次完整遍历后持续保持为 14，从而使对应 while 条件立即失败，后续迭代被跳过。

原始代码中，moveSet[3] 确实从 0 递增到 13（共 14 次），打印了 [0,0,0,0] 到 [0,0,0,13]；但当 moveSet[3] 达到 14 后退出最内层循环，执行 moveSet[2]++ → 变为 1，此时 moveSet[3] 仍为 14（未归零！）。紧接着进入下一轮 while(moveSet[3]

✅ 正确做法：每次进入某一层循环前，必须将所有内层计数器显式重置为 0。修正后的嵌套结构如下：

public static void iterateThroughMoves() {
    byte[] moveSet = {0, 0, 0, 0};

    while (moveSet[0] < 14) {
        moveSet[1] = 0; // ← 关键：重置第2位
        while (moveSet[1] < 14) {
            moveSet[2] = 0; // ← 关键：重置第3位
            while (moveSet[2] < 14) {
                moveSet[3] = 0; // ← 关键：重置第4位
                while (moveSet[3] < 14) {
                    System.out.println(Arrays.toString(moveSet));
                    moveSet[3]++;
                }
                moveSet[2]++;
            }
            moveSet[1]++;
        }
        moveSet[0]++;
    }
}

该实现将严格输出全部 ^4 = 38,!416$ 种组合（如 [0,0,0,0], [0,0,0,1], …, [13,13,13,13]），符合预期。

? 更优雅的替代方案：使用单层 for 循环 + 进制分解逻辑。将四维索引视为一个以 14 为基数的四位数，通过整除与取模逐位提取每一位的值：

public static void iterateWithSingleLoop() {
    int total = 14 * 14 * 14 * 14; // 38416
    for (int i = 0; i < total; i++) {
        byte[] moveSet = new byte[4];
        moveSet[3] = (byte) (i % 14);           // 个位（最低位）
        moveSet[2] = (byte) ((i / 14) % 14);   // 十位
        moveSet[1] = (byte) ((i / 14 / 14) % 14); // 百位
        moveSet[0] = (byte) ((i / 14 / 14 / 14) % 14); // 千位（最高位）
        System.out.println(Arrays.toString(moveSet));
    }
}

⚠️ 注意事项：

byte 类型范围是 -128 ~ 127，0~13 完全安全，但若将来扩展上限需注意溢出；
嵌套循环易出错且难以维护，推荐单循环方案（逻辑清晰、无状态依赖、易于并行化）；
若组合维度动态变化（如数组长度不固定），应改用递归或迭代器模式，而非硬编码嵌套。

总结：嵌套循环的本质是“进位机制”，而手动模拟进位必须同步管理所有低位的归零行为。理解这一点，就能避免绝大多数多层循环计数陷阱。

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