Python實現(xiàn)線性搜索算法的示例代碼

更新時間：2024年02月20日 15:19:43 作者：Sitin濤哥

線性搜索算法,也稱為順序搜索算法,是一種簡單但常用的搜索技術(shù),在本文中,將深入研究線性搜索算法,并演示如何在?Python?中實現(xiàn)它,需要的可以參考下

線性搜索算法，也稱為順序搜索算法，是一種簡單但常用的搜索技術(shù)，用于查找特定元素是否存在于一個集合中。在本文中，將深入研究線性搜索算法，并演示如何在 Python 中實現(xiàn)它。將提供詳細的算法描述、示例代碼以及應用案例。

什么是線性搜索算法

線性搜索算法是一種基本的搜索技術(shù)，用于查找目標元素是否存在于一個集合（通常是列表或數(shù)組）中。該算法的工作原理非常簡單：它從集合的第一個元素開始逐個檢查，直到找到目標元素或遍歷完整個集合。

線性搜索算法適用于任何類型的數(shù)據(jù)，但它的效率相對較低，特別是當集合很大時。它的時間復雜度為 O(n)，其中 n 是集合中元素的數(shù)量。因此，在處理大型數(shù)據(jù)集時，可能需要考慮使用更高效的搜索算法。

線性搜索算法的步驟

從集合的第一個元素開始，逐個檢查每個元素。

檢查當前元素是否等于目標元素。

如果找到目標元素，返回其位置（索引）。

如果遍歷完整個集合仍未找到目標元素，表示目標元素不存在，返回一個特定的標記（如 -1）。

Python 中的線性搜索實現(xiàn)

下面是一個簡單的 Python 函數(shù)，實現(xiàn)了線性搜索算法：

def linear_search(arr, target):
    for i, element in enumerate(arr):
        if element == target:
            return i
    return -1

上述函數(shù)接受兩個參數(shù)：一個列表 arr 和一個目標元素 target。它使用 enumerate 函數(shù)來遍歷列表，并在找到目標元素時返回其索引，否則返回 -1。

示例：使用線性搜索查找元素

示例 1：查找整數(shù)

numbers = [1, 3, 5, 7, 9, 11, 13]
target = 7

result = linear_search(numbers, target)
if result != -1:
    print(f"{target} 在列表中的索引為 {result}")
else:
    print(f"{target} 未在列表中找到")

上述代碼演示了如何在整數(shù)列表中查找目標元素 7，并返回其索引。

示例 2：查找字符串

fruits = ["apple", "banana", "cherry", "date", "fig"]
target_fruit = "cherry"

result = linear_search(fruits, target_fruit)
if result != -1:
    print(f"{target_fruit} 在列表中的索引為 {result}")
else:
    print(f"{target_fruit} 未在列表中找到")

這個示例展示了如何在字符串列表中查找目標字符串 “cherry”，并返回其索引。

示例 3：查找自定義對象

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

people = [
    Person("Alice", 25),
    Person("Bob", 30),
    Person("Charlie", 35)
]

target_person = Person("Bob", 30)

result = linear_search(people, target_person, key=lambda p: p.name)
if result != -1:
    print(f"{target_person.name} 在列表中的索引為 {result}")
else:
    print(f"{target_person.name} 未在列表中找到")

在這個示例中，定義了一個自定義對象 Person，并在對象列表中查找一個具有特定屬性的對象。

應用案例：聯(lián)系管理系統(tǒng)

考慮一個實際的應用場景，使用線性搜索算法來實現(xiàn)一個簡單的聯(lián)系管理系統(tǒng)。用戶可以添加聯(lián)系人，并根據(jù)姓名查找聯(lián)系人的詳細信息。

class Contact:
    def __init__(self, name, phone_number):
        self.name = name
        self.phone_number = phone_number

contacts = []

def add_contact(name, phone_number):
    contact = Contact(name, phone_number)
    contacts.append(contact)

def find_contact(name):
    for contact in contacts:
        if contact.name == name:
            return contact
    return None

# 添加聯(lián)系人
add_contact("Alice", "123-456-7890")
add_contact("Bob", "987-654-3210")

# 查找聯(lián)系人
search_name = "Alice"
result_contact = find_contact(search_name)
if result_contact is not None:
    print(f"姓名: {result_contact.name}, 電話號碼: {result_contact.phone_number}")
else:
    print(f"{search_name} 未在聯(lián)系列表中找到")

在這個示例中，定義了一個 Contact 類來表示聯(lián)系人，然后創(chuàng)建了一個聯(lián)系人列表。用戶可以使用 add_contact 函數(shù)添加聯(lián)系人，并使用 find_contact 函數(shù)根據(jù)姓名查找聯(lián)系人的詳細信息。