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Python 中的线性搜索——一种实用的方法

原文:https://www.askpython.com/python/examples/linear-search-algorithm

让我们了解一下 Python 中一个简单明了的搜索算法。

线性搜索算法

线性搜索的工作方式非常类似于我们在一个随机的列表中进行搜索。

假设我们需要在给定的页面上找到一个单词,我们将从顶部开始,逐个查看每个单词,直到找到我们要找的单词。

与此类似,线性搜索从第一个项目开始,然后检查列表中的每个项目,直到找到项目或列表用尽。

让我们举一个例子:

线性搜索算法的理论示例

考虑一下,

  • 名单:2000 年 19 日8 日2 日99 日24 日17 日15 日88 日40 日
  • 目标:99

所以,我们需要在给定的列表中找到 99。我们从第一项开始然后仔细检查清单上的每一项。

  • 项目 1: 19未找到。
  • 第二项:2000未找到。
  • 项目 3: 8未找到。
  • 项目 4: 2未找到。
  • 项目 599发现目标结束循环。

因此,我们在位置 5 经过五次检查后找到了给定的目标。

如果给定的目标不在列表中,那么我们会遍历整个列表而找不到该项,在列表结束后,我们会将该项声明为未找到。

请注意,我们以线性方式查看列表中的每一项,这就是为什么该算法如此命名的原因。

关于效率的一个注记

线性搜索并不是一个非常有效的算法,它遍历列表中的每一项,所以算法直接受列表中项目数量的影响。

换句话说,该算法的时间复杂度为 O(n)。这意味着,如果列表中的项目数乘以一个数量,那么完成该算法所需的时间将乘以该数量。

有更好的搜索算法,如 Sentinel、 Binary 或 Fibonacci Search但线性搜索是所有这些算法中最简单和最基本的这意味着每个程序员都应该知道如何使用它。

用 Python 实现线性搜索算法

def linear_search(lst, target):
    for i in range(len(lst)):
        if(lst[i] == target):
            return i
    return -1

让我们看看代码,

  • 我们正在创建一个接受两个参数的线性搜索函数。第一个参数是包含项目的列表,第二个参数是要查找的目标项目。
  • 然后,我们用计数器ii创建一个循环,将保存给定列表的所有索引,即i将从 0 到列表长度-1。
  • 在每次迭代中,我们都将目标与索引i处的列表项进行比较。
  • 如果它们是相同的,那么这意味着我们已经在列表中的那个索引处找到了目标,所以我们简单地返回那个索引并结束循环和函数。
  • 如果检查了整个列表,但没有返回任何项,那么控件将移出列表,现在我们确信目标项不在列表中,所以我们返回-1以此来表明没有找到该项。

让我们看看对于列表中的一个项目和不在列表中的另一个项目,算法将如何表现:

输出

Linear Search Python Example

Linear Search

这里,我们发送两个项目作为目标:99它在列表中的索引 4 处12它不在列表中。

正如我们所看到的,算法为 99 返回了索引 4为 12 返回了-1。这表明 99 在索引 4 处12 不在列表中,因此算法正在工作。

结论

在本教程中,我们学习了一个非常简单的搜索算法,叫做线性搜索。

我们讨论了线性搜索是如何工作的,我们谈到了它的效率以及为什么它被命名为“线性”。

然后,我们看了算法是如何用 Python 编写的,它做了什么,并通过查看代码的输出证实了这一点。我希望你学到了一些东西,下节课再见。