Ricerca lineare: Python, C++ Esempio
โก Riepilogo intelligente
La ricerca lineare esamina sequenzialmente ogni elemento di una lista fino a quando non viene individuato il valore cercato o la lista non termina. Questo metodo non richiede dati ordinati, ha una complessitร temporale O(n) ed รจ efficace per collezioni di piccole dimensioni o non ordinate.

Cos'รจ l'algoritmo di ricerca?
Un algoritmo di ricerca รจ progettato per trovare un elemento o un oggetto all'interno di una collezione di elementi o oggetti con una determinata struttura dati. Ad esempio, puรฒ essere utilizzato per cercare l'altezza minima in un elenco di altezze, oppure il valore piรน alto in un elenco o in una matrice di numeri. Alcuni algoritmi di ricerca comuni includono la "Ricerca Lineare", la "Ricerca Binaria", la "Ricerca a Salto", la "Ricerca di Fibonacci", ecc.
Cos'รจ la ricerca lineare?
Ricerca lineare รจ uno degli algoritmi di ricerca piรน semplici. Da una lista o un array dato, cerca l'elemento dato uno per uno. La ricerca lineare itera sull'intera lista e controlla se un elemento particolare รจ uguale all'elemento cercato. ร anche chiamata ricerca sequenziale.
Cosa fa la funzione di ricerca lineare?
Un array di numeri interi รจ dato come โNumbers,โ e una variabile โitemโ contiene il numero intero da cercare.
Ora, l'algoritmo di ricerca lineare puรฒ fornire il seguente output:
- โ-1โ; questo significa che lโelemento specificato non รจ stato trovato nellโarray.
- Qualsiasi numero compreso tra 0 e n-1; significa che l'elemento di ricerca viene trovato e restituisce l'indice dell'elemento sull'array. Qui, "n" rappresenta la dimensione dell'array.
Come funziona la ricerca lineare?
Supponiamo di avere un array contenente numeri interi. Il compito รจ trovare un dato numero all'interno dell'array.
- Se il numero si trova nell'array, dobbiamo restituire l'indice di quel numero.
- Se il numero specificato non viene trovato, restituirร -1.
Nel diagramma di flusso, "Dati" รจ l'array intero, "N" รจ la dimensione dell'array e "elemento" รจ il numero che vogliamo cercare nell'array.
Diagramma di flusso per l'algoritmo di ricerca lineare:
Ecco i passaggi del diagramma di flusso:
Passo 1) Leggi l'elemento di ricerca, "elemento".
Passo 2) Inizializza i=0 e index=-1.
Passo 3) Se io
Passo 4) Se Data[i] รจ uguale a "item", vai al passaggio 5. Altrimenti vai al passaggio 6.
Passo 5) Indice = i (poichรฉ l'elemento si trova all'indice i). Vai al passaggio 8.
Passo 6) io = io+1.
Passo 7) Vai al passaggio 3.
Passo 8) Interrompere.
Per semplicitร , forniamo un esempio con un array di numeri interi. La ricerca lineare รจ applicabile anche nella stringa, in un array di oggetti o in una struttura.
Soprannome Code per l'algoritmo di ricerca sequenziale
Il seguente pseudocodice riproduce la logica della ricerca lineare descritta in precedenza. Il programma scorre l'array a partire dal primo indice e restituisce la posizione in caso di corrispondenza, altrimenti restituisce -1.
function linearSearch: in โ Data[], item foundAt = -1 for i in (0 to data.length): if data[i] equals item: // item is found in the array // returning the index return i // item not found in the array // -1 means no item found, as a negative index is not valid return -1
C++ Code Esempio di ricerca lineare
Ecco una versione completa C++ Programma che implementa la ricerca sequenziale e stampa l'indice del valore cercato.
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; int linearSearch(int *arr, int item, int n) { int idx = -1; for (int i = 0; i < n; i++) { if (arr[i] == item) { idx = i; break; } } return idx; } int main() { int array[] = {1, 9, 8, 7, 6, 3, 11, 4, 6, 9, 7, 2, 0, 19, -10}; int n = sizeof(array) / sizeof(array[0]); int item; cout << "Enter a number to search: "; cin >> item; int idx = linearSearch(array, item, n); if (idx >= 0) { cout << item << " is found at index " << idx << endl; } else { cout << "Could not find " << item << " in the array" << endl; } }
Produzione:
Enter a number to search: -10 -10 is found at index 14
Python Code Esempio di ricerca lineare
La stessa logica in Python utilizza un singolo ciclo sugli indici della lista e restituisce la posizione dell'elemento corrispondente.
def linearSearch(data, item): for i in range(len(data)): if data[i] == item: return i return -1 data = [1, 9, 8, 7, 6, 3, 11, 4, 6, 9, 7, 2, 0, 19, -10] item = int(input("Enter a number to search: ")) idx = linearSearch(data, item) if idx >= 0: print("{} is found at index {}".format(item, idx)) else: print("{} was not found".format(item))
Produzione:
Enter a number to search: -10 -10 is found at index 14
Analisi della complessitร dell'algoritmo di ricerca lineare
In generale, la complessitร temporale indica la quantitร di tempo CPU necessaria per eseguire una determinata attivitร . Nell'algoritmo di ricerca lineare, l'attivitร consiste nel trovare la chiave di ricerca tra gli elementi dell'array.
Esistono tre tipi di complessitร temporale:
- Nella peggiore delle ipotesi
- miglior scenario di caso
- Scenario medio
Complessitร temporale della ricerca lineare nello scenario peggiore:
Supponiamo di dover eseguire una ricerca lineare in un array di dimensione "n". Possiamo trovare l'elemento cercato tra gli indici da 0 a n-1. Nel caso peggiore, l'algoritmo tenterร di trovare una corrispondenza tra tutti gli elementi dell'array e l'elemento cercato.
In tal caso, la complessitร nel caso peggiore sarร O(n). Qui, โOโ โ notazione O grande โ indica la funzione di complessitร .
Complessitร temporale della ricerca lineare nello scenario del caso migliore:
Supponiamo di cercare un elemento che si trova nella prima posizione dell'array. In questo scenario, l'algoritmo di ricerca lineare non cercherร tutti gli n elementi dell'array. Pertanto, la complessitร sarร O(1), ovvero un tempo costante.
Complessitร temporale della ricerca lineare nello scenario del caso medio:
Quando un elemento viene trovato all'indice centrale dell'array, si puรฒ dire che la complessitร media per la ricerca lineare รจ O(N), dove N indica la lunghezza dell'array.
La complessitร spaziale dell'algoritmo di ricerca lineare:
La complessitร spaziale per la ricerca lineare รจ sempre O(N) perchรฉ non รจ necessario memorizzare o utilizzare alcun tipo di variabile temporanea nella funzione di ricerca lineare.
Come migliorare l'algoritmo di ricerca lineare
La ricerca puรฒ essere effettuata piรน volte durante il ciclo di vita del programma. ร anche possibile che stiamo eseguendo l'algoritmo di ricerca lineare e cercando una chiave specifica piรน volte. Possiamo usare il โAlgoritmo di ricerca binaria" se l'array รจ un array ordinato.
Supponiamo che l'array sia composto da 10mila numeri e che l'elemento di destinazione si trovi nel 5000esimo indice. Quindi, l'algoritmo proverร a confrontare 5000 elementi. Ora, i confronti sono attivitร pesanti per la CPU. Per ottimizzare l'algoritmo di ricerca lineare, abbiamo due opzioni.
- Trasposizione
- Sposta in primo piano
Recepimento:
Con questo metodo, scambieremo l'elemento cercato con il suo elemento precedente nell'array. Ad esempio, supponiamo di avere un array come il seguente:
Dati[] = {1,5,9,8,7,3,4,11}
Ora, vogliamo cercare 4. Fasi di trasposizione:
Passo 1) "4" si trova all'indice 6. Sono stati necessari sei confronti.
Passo 2) Scambia dati[6] e dati[5]. Quindi l'array di dati sarร simile a:
Dati[] = {1,5,9,8,7,4,3,11}
Passo 3) Cerca di nuovo 4. Trovato all'indice 5. Questa volta ci sono voluti cinque confronti.
Passo 4) Scambia data[5] e data[4]. Quindi l'array di dati apparirร cosรฌ:
Dati[] = {1,5,9,8,4,7,3,11}
Ora, come potete notare, piรน frequentemente viene cercata una chiave, piรน diminuisce l'indice. Di conseguenza, diminuisce anche il numero di confronti.
Spostarsi in avanti:
In questo metodo, scambiamo l'elemento da cercare con l'indice 0. Perchรฉ se viene cercato di nuovo, possiamo trovarlo in tempo O(1).
Applicazione dell'algoritmo di ricerca lineare
Ecco alcune applicazioni di ricerca lineare che possiamo utilizzare.
- Per array di piccole dimensioni o con pochi elementi nell'elenco, รจ piรน semplice utilizzare la ricerca lineare.
- Il metodo di ricerca lineare puรฒ essere utilizzato in singolo o array multidimensionali o altre strutture dati.
- In generale, la ricerca lineare รจ semplice ed efficiente per eseguire una ricerca nei dati โnon ordinatiโ. Possiamo recuperare facilmente un singolo dato dall'elenco non ordinato fornito.



