(C#) 13. 구구단

루프 안에 루프

8편까지는 루프가 하나였다. 구구단은 “단”과 “곱하는 수” 두 축이 있어서 루프가 두 겹이 된다.

using System;

namespace ex1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 구구단
            for (int i = 2; i <= 9; i++)
            {
                for (int j = 1; j <= 9; j++)
                {
                    Console.WriteLine($"{i} * {j} = {i * j}");
                }
                Console.WriteLine();
            }
        }
    }
}

바깥 루프가 한 번 돌 때 안쪽 루프가 9번 다 돈다. 그래서 총 8 × 9 = 72줄이 나온다.

이중 루프에서 처음에 헷갈렸던 건 안쪽 루프의 변수가 매번 초기화된다는 점이다. j는 바깥 루프가 한 바퀴 돌 때마다 다시 1부터 시작한다. for (int j = 1; ...)의 초기화식이 안쪽 루프에 진입할 때마다 실행되기 때문이다.

인자 없는 Console.WriteLine()은 줄바꿈만 한다. 안쪽 루프가 끝난 자리에 있으니 단과 단 사이에 빈 줄이 들어간다. 이 위치가 바깥 루프 안이라는 게 중요하다. 밖으로 빼면 맨 마지막에 한 번만 찍힌다.

루프 순서를 바꾸면

i와 j를 바꿔 써보면 결과가 완전히 달라진다.

for (int j = 1; j <= 9; j++)
{
    for (int i = 2; i <= 9; i++)
    {
        Console.WriteLine($"{i} * {j} = {i * j}");
    }
    Console.WriteLine();
}

2*1, 3*1, 4*1 ... 9*1 다음에 2*2, 3*2 ... 순서로 나온다. 곱셈 결과의 집합은 같은데 나열 순서가 다르다.

바깥 루프가 “무엇을 기준으로 묶을지”를 정한다. 이게 이중 루프를 읽는 요령이 됐다. 2차원 배열을 다룰 때도 똑같이 적용된다.

표처럼 가로로 찍기

실제 구구단 표는 한 줄에 여러 단이 나란히 있다. 그렇게 하려면 줄바꿈 위치를 바꿔야 한다.

for (int j = 1; j <= 9; j++)          // 줄 = 곱하는 수
{
    for (int i = 2; i <= 9; i++)      // 열 = 단
    {
        Console.Write($"{i} * {j} = {i * j}\t");
    }
    Console.WriteLine();
}

WriteLine을 Write로 바꿔 줄바꿈을 없애고, 한 줄이 끝나는 자리에서만 WriteLine()을 부른다.

탭 대신 폭을 지정하면 열이 반듯하게 맞는다. 문자열 보간에서 쉼표 뒤에 숫자를 쓰면 자리 폭이 된다.

Console.Write($"{i} * {j} = {i * j,-3}");

-3은 왼쪽 정렬 3칸이고, 음수를 빼면 오른쪽 정렬이다. 결과가 한 자리든 두 자리든 열이 어긋나지 않는다.

문자열 보간

$"{i} * {j} = {i * j}"

문자열 앞에 $를 붙이면 중괄호 안에 식을 그대로 쓸 수 있다. C# 6부터 생겼다.

이전 방식들과 비교하면 차이가 뚜렷하다.

Console.WriteLine(i + " * " + j + " = " + (i * j));      // 이어붙이기
Console.WriteLine("{0} * {1} = {2}", i, j, i * j);       // 자리표시자
Console.WriteLine($"{i} * {j} = {i * j}");               // 보간

두 번째 방식은 자리표시자 번호와 인자 순서를 맞춰야 해서, 인자가 늘어나면 어긋나기 쉽다. 번호를 빠뜨리면 실행 시점에 예외가 난다. 보간은 값이 그 자리에 있으니 그럴 일이 없다.

중괄호를 글자로 쓰고 싶으면 두 번 겹쳐 쓴다.

Console.WriteLine($"}");    // {2}

출력이 느린 이유

72줄이라 체감이 안 되는데, 이 방식은 줄마다 Console.WriteLine을 부른다. 콘솔 출력은 한 번마다 시스템 호출이 일어나서 생각보다 비싸다.

수천 줄을 찍을 일이 생기면 문자열을 모았다가 한 번에 내보내는 게 훨씬 빠르다.

using System.Text;

var sb = new StringBuilder();
for (int i = 2; i <= 9; i++)
{
    for (int j = 1; j <= 9; j++)
        sb.AppendLine($"{i} * {j} = {i * j}");
    sb.AppendLine();
}
Console.Write(sb.ToString());

StringBuilder가 왜 string 이어붙이기보다 나은지는 24편에서 다룬다.

정리하면

• 이중 루프에서 안쪽 루프 변수는 바깥이 한 바퀴 돌 때마다 다시 초기화된다
• 줄바꿈을 어디에 두느냐로 출력 모양이 정해진다. 바깥 루프 안이면 묶음마다, 밖이면 맨 끝에 한 번
• 바깥 루프가 “무엇으로 묶을지”를 정한다. 순서를 바꾸면 나열 순서가 달라진다
• Write와 WriteLine을 섞으면 표 형태로 찍을 수 있고, {값,폭}으로 열을 맞춘다
• 문자열 보간은 자리표시자 번호를 맞출 필요가 없어 실수가 준다
• 출력이 많으면 StringBuilder에 모아 한 번에 내보낸다