Quelltext der Seite Lineare Suche

'''Lineare Suche''' ist ein [[Algorithmus]], der auch unter dem Namen '''sequentielle Suche''' bekannt ist. Er ist der einfachste [[Suchalgorithmus]] überhaupt.

Die Aufgabe besteht darin, ein Element in einer Liste oder einem [[Feld (Datentyp)|Array]] mit ''n'' Elementen zu finden.
Man geht dazu die Liste Element für Element durch, bis man es gefunden hat.
Der Suchaufwand wächst linear mit der Anzahl der Elemente in der Liste.

Die effizientere [[Binäre Suche]] kann nur bei geordneten Listen benutzt werden.

Für ungeordnete Listen existiert mit ''Lazy Select'' noch ein [[randomisierter Algorithmus]], der mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit das x-te Element einer Liste bezüglich einer Ordnung schneller als in linearer Zeit finden kann.

== Komplexität ==
Die lineare Suche befindet sich in der [[Komplexitätsklasse]] ''O(n)'', da sie im schlechtesten Fall (wenn der gesuchte Wert nicht gefunden werden kann) ''n'' Vergleiche benötigt.

Wenn die Daten zufallsverteilt sind, dann werden im [[Mittelwert|Schnitt]] ''(n+1)/2'' Vergleichsoperationen benötigt.

Im besten Fall ist gleich das erste Element der Liste dasjenige, das man sucht.

Wenn die Anzahl der Elemente in einer Liste klein ist, dann ist es oft auch das effizienteste Verfahren.

== Implementierungen (Beispiele) ==

=== Implementierung in [[Pseudocode]] ===
 BEGINN LinearSearch

   EINGABE: (S)uchschlüssel, (A)rray

   VARIABLE: N = Anzahl Elemente im Array 'A'
   VARIABLE: SucheErfolgreich = falsch
   VARIABLE: i = 0

   FÜR i BIS N ODER SucheErfolgreich
     WENN A[i] = S
     DANN SucheErfolgreich = wahr

   WENN SucheErfolgreich = wahr
   DANN AUSGABE: i
   SONST AUSGABE: Suche nicht erfolgreich

 ENDE

=== Beispielimplementierung in [[Ruby (Programmiersprache)|Ruby]] ===
<syntaxhighlight lang="ruby">
# Falls der Wert nicht gefunden wird, gibt die Methode nil zurück.
def lineare_suche(liste, gesucht)
  liste.each_with_index do |wert, index|
    return index if wert == gesucht
  end

  nil
end

# bzw.
liste.index(gesucht)
</syntaxhighlight>

=== Beispielimplementierung in [[Embarcadero Delphi|Delphi]] bzw. [[Free Pascal]] ===
<syntaxhighlight lang="delphi">
// Durchsucht ein Array of Integer nach einem gesuchten Integer-Wert.
// Wird der gesuchte Wert gefunden, gibt die Funktion den Index des Wertes zurück.
// Falls der Wert nicht gefunden wird, gibt die Funktion -1 zurück.
function LineareSuche(gesucht : integer; ADaten : array of integer) : integer;
var
  c : integer;
begin
  Result := -1;

  for c := Low(ADaten) to High(ADaten) do
    if gesucht = ADaten[c] then
      Result := c;
end;
</syntaxhighlight>

=== Beispielimplementierung in [[Objective CAML]] ===
<syntaxhighlight lang="ocaml">
 let rec linsuche = function
     ([],a) -> false
     | (x::t,a) -> if x = a then true else linsuche(t,a);;
</syntaxhighlight>

=== Beispielimplementierung in [[Java (Programmiersprache)|Java]] ===
Das Beispiel gibt den Wert <code>-1</code> zurück, wenn das gesuchte Element nicht im Array <code>daten</code> vorhanden ist. Ansonsten gibt es die Position des Elementes zurück.
<syntaxhighlight lang="java">
public static int lineareSuche(final int gesucht, final int[] daten) {
    for (int i = 0; i < daten.length; i++) {
        if (daten[i] == gesucht) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}
</syntaxhighlight>

=== Beispielimplementierung in [[Python (Programmiersprache)|Python]] ===
'''Findet alle Suchschlüssel in der Liste.'''
<syntaxhighlight lang="python">
def lineare_suche(liste, gesucht):
    idxs = []
    for index, element in enumerate(liste):
        if element == gesucht:
            idxs.append(index)
    return idxs
# bzw.
lineare_suche = lambda l,g : [i for i,e in enumerate(l) if g == e]
</syntaxhighlight>

'''Findet erstes Vorkommen des Suchschlüssels in einer Liste.'''
<syntaxhighlight lang="python">
def lineare_suche(liste, gesucht):
    for index, element in enumerate(liste):
        if element == gesucht:
            return index
# bzw. gibt es schon
lineare_suche = lambda l,g : l.index(g) if g in l else None
</syntaxhighlight>

=== Beispielimplementierung in [[C (Programmiersprache)|C]] ===
'''Findet ersten Suchschlüssel (Ganzzahl) in der Liste.'''
<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>
/*
int*daten = Zeiger auf zu durchsuchende Daten
int datenlaenge = Größe des zu durchsuchenden "Arrays"
int suche = Gesuchte Ganzzahl
*/
int suche_sequenziell(int*daten, int datenlaenge, int suche) {
	int i;
	for (i=0;i<datenlaenge;i++)
		if (daten[i]==suche)
			return i;
	return -1;
}

/* Beispielaufruf */
int main(void) {
	int datenArray[10] = { 81, 1203, 180, 42, 10, 566, 102, 751, 54, 648 };
	int pos = suche_sequenziell(datenArray, 10, 42);
/* -1 für nicht gefunden, ansonsten (erste) Position im Array, mit 0 beginnend */
	if (pos<0)
		printf("Nicht gefunden");
	else
		printf("Gefunden an Position %d",pos);
	return 0;
}
</syntaxhighlight>

== Siehe auch ==
* [[Liste von Algorithmen]]

[[Kategorie:Suchalgorithmus]]