Nested Loops (Loop Bersarang)

Bayangkan kamu lagi mengisi absen kelas. Kamu buka setiap baris (setiap murid), lalu di setiap baris itu kamu isi kolom-kolom: nama, tanggal lahir, alamat… Itu loop di dalam loop — atau istilah kerennya, nested loop!

Nested loop adalah salah satu konsep paling penting di pemrograman. Dengan ini, kamu bisa bekerja dengan data 2 dimensi — baris dan kolom, seperti tabel Excel atau grid di game.

Konsep Dasar: Loop dalam Loop

Coba perhatikan struktur ini:

#include <iostream>

int main() {
    // Outer loop: mengurus BARIS
    for (int baris = 1; baris <= 3; baris++) {
        // Inner loop: mengurus KOLOM
        for (int kolom = 1; kolom <= 4; kolom++) {
            std::cout << "* ";
        }
        std::cout << std::endl;  // pindah baris setelah inner loop selesai
    }

    return 0;
}

Output:

* * * *
* * * *
* * * *

Apa yang terjadi di sini?

1. Outer loop jalan 3 kali (baris 1, 2, 3)
2. Untuk setiap iterasi outer loop, inner loop jalan 4 kali (kolom 1, 2, 3, 4)
3. Setelah inner loop selesai, kita cetak endl untuk pindah baris
4. Total: 3 x 4 = 12 kali cetak bintang

Melacak Eksekusi dengan Tangan (Trace Through)

Ini skill penting banget! Kalau kamu bisa “jadi komputer” dan melacak jalannya kode di kepala (atau di kertas), debugging jadi jauh lebih gampang.

Mari kita trace nested loop yang lebih kecil:

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 2; i++) {
        for (int j = 1; j <= 3; j++) {
            std::cout << "(" << i << "," << j << ") ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

Output:

(1,1) (1,2) (1,3)
(2,1) (2,2) (2,3)

Trace langkah demi langkah:

Perhatikan: ketika i naik dari 1 ke 2, j mulai ulang dari 1. Inner loop selalu reset setiap kali outer loop maju.

Contoh: Tabel Perkalian 10x10

Ingat tabel perkalian yang sering dipajang di dinding kelas? Kita bisa bikin itu dengan nested loop!

#include <iostream>
#include <iomanip>  // untuk setw (set width)

int main() {
    std::cout << "=== TABEL PERKALIAN 10x10 ===" << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    // Header kolom
    std::cout << "    ";  // spasi untuk kolom pertama
    for (int j = 1; j <= 10; j++) {
        std::cout << std::setw(4) << j;
    }
    std::cout << std::endl;

    // Garis pemisah
    std::cout << "   ";
    for (int j = 1; j <= 10; j++) {
        std::cout << "----";
    }
    std::cout << std::endl;

    // Isi tabel
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        std::cout << std::setw(2) << i << " |";  // header baris
        for (int j = 1; j <= 10; j++) {
            std::cout << std::setw(4) << i * j;
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

Output (sebagian):

=== TABEL PERKALIAN 10x10 ===

       1   2   3   4   5   6   7   8   9  10
   ----------------------------------------
 1 |   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10
 2 |   2   4   6   8  10  12  14  16  18  20
 3 |   3   6   9  12  15  18  21  24  27  30
...
10 |  10  20  30  40  50  60  70  80  90 100

Keren, kan? std::setw(4) dari <iomanip> membuat setiap angka menempati 4 karakter, jadi kolom-kolomnya rapi.

Contoh: Grid Bintang Persegi

Mau bikin kotak bintang? Gampang!

#include <iostream>

int main() {
    int ukuran;

    std::cout << "Masukkan ukuran kotak: ";
    std::cin >> ukuran;

    for (int baris = 1; baris <= ukuran; baris++) {
        for (int kolom = 1; kolom <= ukuran; kolom++) {
            std::cout << "* ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

Input: 5, Output:

* * * * *
* * * * *
* * * * *
* * * * *
* * * * *

Hati-hati Performa: O(n^2)

Nested loop itu powerful, tapi ada harga yang harus dibayar — performa.

#include <iostream>

int main() {
    int n;
    std::cout << "Masukkan n: ";
    std::cin >> n;

    int hitung = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        for (int j = 0; j < n; j++) {
            hitung++;
        }
    }

    std::cout << "Total operasi: " << hitung << std::endl;

    return 0;
}

Lihat polanya? Kalau n dikali 10, operasi dikali 100 (10 pangkat 2). Ini disebut O(n^2) — kompleksitas kuadrat. Untuk n kecil tidak masalah, tapi kalau n besar… komputermu bisa “mikir” lama banget.

Contoh Menarik: Loading Bar ASCII

Yuk bikin sesuatu yang kelihatan keren — loading bar sederhana!

#include <iostream>
#include <chrono>   // untuk waktu
#include <thread>   // untuk sleep

int main() {
    int total = 20;  // panjang loading bar

    std::cout << "Downloading file..." << std::endl;

    for (int i = 0; i <= total; i++) {
        // Hitung persentase
        int persen = (i * 100) / total;

        // Cetak loading bar
        std::cout << "\r[";  // \r = kembali ke awal baris

        // Inner loop: cetak bagian yang sudah terisi
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            std::cout << "#";
        }

        // Inner loop kedua: cetak bagian kosong
        for (int j = i; j < total; j++) {
            std::cout << " ";
        }

        std::cout << "] " << persen << "%";
        std::cout.flush();  // paksa tampilkan sekarang

        // Tunggu sebentar supaya kelihatan animasinya
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(150));
    }

    std::cout << std::endl;
    std::cout << "Download selesai!" << std::endl;

    return 0;
}

Animasi di terminal:

[##########          ] 50%

Di sini kita pakai dua inner loop: satu untuk mencetak # (bagian terisi) dan satu untuk mencetak spasi (bagian kosong). Karakter \r membuat kursor kembali ke awal baris, sehingga loading bar “bergerak” di tempat.

Break di Nested Loop

Ingat break? Di nested loop, break hanya menghentikan loop terdalam tempat dia berada. Outer loop tetap jalan!

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 3; i++) {
        std::cout << "Baris " << i << ": ";

        for (int j = 1; j <= 5; j++) {
            if (j == 4) {
                break;  // hanya keluar dari inner loop!
            }
            std::cout << j << " ";
        }

        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}

Output:

Baris 1: 1 2 3
Baris 2: 1 2 3
Baris 3: 1 2 3

Walaupun inner loop harusnya jalan sampai j == 5, break menghentikannya di j == 4. Tapi outer loop (i) tetap jalan 3 kali.

bool selesai = false;
for (int i = 0; i < 10 && !selesai; i++) {
    for (int j = 0; j < 10; j++) {
        if (/* kondisi tertentu */) {
            selesai = true;
            break;  // keluar inner loop
        }
    }
    // selesai == true, maka outer loop juga berhenti
}

Ringkasan

Latihan

Latihan 1: Buat program yang mencetak grid angka seperti ini (ukuran 5x5):

1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5

Latihan 2: Modifikasi Latihan 1 sehingga angka di setiap baris dimulai dari nomor baris:

1 2 3 4 5
2 3 4 5 6
3 4 5 6 7
4 5 6 7 8
5 6 7 8 9

Hint: nilai kolom = i + j - 1

Latihan 3: Buat program yang mencetak tabel perkalian sesuai input user. Kalau user input 5, cetak tabel 5x5. Kalau input 7, cetak tabel 7x7.

Latihan 4: Buat program “pencarian koordinat” — user memasukkan sebuah angka, dan program mencari angka tersebut di dalam grid perkalian, lalu mencetak koordinat (baris, kolom) di mana angka itu ditemukan. Gunakan break untuk berhenti setelah menemukan yang pertama.