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发布于 2025-09-28 / 4 阅读
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C#顺序查找法

C# 中的顺序查找法 - 初学者指南

顺序查找(Sequential Search)是最简单、最直观的查找算法,非常适合初学者学习。让我们一步步来理解它。

1. 什么是顺序查找?

顺序查找就像在一本没有目录的书中找特定页码,或者在一堆杂乱的文件中找某个文件——你只能从第一个开始,一个一个地检查,直到找到为止。

核心思想:从数据集合的第一个元素开始,按顺序比较每个元素,直到找到目标或检查完所有元素。

2. 算法步骤

顺序查找的过程非常简单:

  1. 从头开始:从第一个元素开始

  2. 逐个比较:将当前元素与目标值比较

  3. 找到则返回:如果相等,返回当前位置

  4. 继续下一个:如果不相等,移动到下一个元素

  5. 检查结束:如果所有元素都检查完还没找到,返回"未找到"

3. 基础代码实现

版本1:返回索引(找到返回位置,找不到返回-1)

using System;
​
class SequentialSearch
{
    // 顺序查找方法 - 返回元素索引
    static int SequentialSearchIndex(int[] array, int target)
    {
        // 遍历数组中的每个元素
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            // 如果找到目标值,返回它的索引位置
            if (array[i] == target)
            {
                return i;
            }
        }
        
        // 如果遍历完都没找到,返回-1
        return -1;
    }
    
    static void Main()
    {
        int[] numbers = { 23, 45, 12, 67, 89, 34, 56 };
        int target = 67;
        
        int result = SequentialSearchIndex(numbers, target);
        
        if (result != -1)
        {
            Console.WriteLine($"找到了!数字 {target} 在数组的第 {result} 个位置(索引从0开始)");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine($"抱歉,数字 {target} 不在数组中");
        }
    }
}

版本2:返回布尔值(简单判断是否存在)

// 顺序查找方法 - 返回是否存在
static bool SequentialSearchExists(int[] array, int target)
{
    foreach (int num in array)
    {
        if (num == target)
        {
            return true;  // 找到了
        }
    }
    return false;  // 没找到
}

4. 带详细输出的完整示例

让我们通过一个更详细的例子来理解查找过程:

using System;
​
class SequentialSearchDemo
{
    static void Main()
    {
        int[] scores = { 85, 92, 78, 96, 88, 90, 76 };
        int targetScore = 88;
        
        Console.WriteLine("=== 顺序查找演示 ===");
        Console.WriteLine($"数组: [{string.Join(", ", scores)}]");
        Console.WriteLine($"要查找的成绩: {targetScore}");
        Console.WriteLine("开始查找...\n");
        
        bool found = false;
        int position = -1;
        int comparisons = 0;  // 记录比较次数
        
        // 执行顺序查找
        for (int i = 0; i < scores.Length; i++)
        {
            comparisons++;
            Console.WriteLine($"第{comparisons}次比较: 检查位置{i}的值{scores[i]}");
            
            if (scores[i] == targetScore)
            {
                found = true;
                position = i;
                Console.WriteLine($"✓ 找到了!在位置 {i}");
                break;  // 找到后就退出循环
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("  ✗ 不匹配,继续下一个...");
            }
        }
        
        Console.WriteLine($"\n查找结果:");
        Console.WriteLine($"- 是否找到: {found}");
        Console.WriteLine($"- 位置: {position}");
        Console.WriteLine($"- 总共比较次数: {comparisons}");
    }
}

运行结果示例

=== 顺序查找演示 ===
数组: [85, 92, 78, 96, 88, 90, 76]
要查找的成绩: 88
开始查找...
​
第1次比较: 检查位置0的值85
  ✗ 不匹配,继续下一个...
第2次比较: 检查位置1的值92
  ✗ 不匹配,继续下一个...
第3次比较: 检查位置2的值78
  ✗ 不匹配,继续下一个...
第4次比较: 检查位置3的值96
  ✗ 不匹配,继续下一个...
第5次比较: 检查位置4的值88
✓ 找到了!在位置 4
​
查找结果:
- 是否找到: True
- 位置: 4
- 总共比较次数: 5

5. 字符串数组的查找

顺序查找不仅适用于数字,也适用于字符串和其他数据类型:

using System;
​
class StringSearch
{
    static void Main()
    {
        string[] names = { "张三", "李四", "王五", "赵六", "钱七" };
        string targetName = "王五";
        
        Console.WriteLine("在姓名列表中查找...");
        Console.WriteLine($"列表: [{string.Join(", ", names)}]");
        
        int position = -1;
        for (int i = 0; i < names.Length; i++)
        {
            if (names[i] == targetName)
            {
                position = i;
                break;
            }
        }
        
        if (position != -1)
        {
            Console.WriteLine($"找到了!'{targetName}' 在列表的第 {position + 1} 个位置");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine($"抱歉,'{targetName}' 不在列表中");
        }
    }
}

6. 算法的特点分析

优点:

  • 简单易懂:逻辑非常直观,容易实现

  • 无需排序:对数据的排列顺序没有要求

  • 适用性广:适用于数组、列表等各种数据结构

缺点:

  • 效率较低:最坏情况下需要检查所有元素

  • 不适合大数据:数据量很大时速度很慢

7. 时间复杂度

  • 最好情况:目标在第一个位置 → O(1)

  • 最坏情况:目标在最后一个位置或不存在 → O(n)

  • 平均情况:目标在中间某个位置 → O(n)

其中 n 是数据集合的大小。

8. 实际应用练习

练习1:查找所有匹配项

// 查找数组中所有等于目标值的位置
static List<int> FindAllPositions(int[] array, int target)
{
    List<int> positions = new List<int>();
    
    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        if (array[i] == target)
        {
            positions.Add(i);
        }
    }
    
    return positions;
}

练习2:查找最大值/最小值

// 使用顺序查找的思路找最大值
static int FindMax(int[] array)
{
    int max = array[0];  // 假设第一个是最大值
    
    for (int i = 1; i < array.Length; i++)
    {
        if (array[i] > max)
        {
            max = array[i];  // 找到更大的值,更新最大值
        }
    }
    
    return max;
}

9. 实用小技巧

使用 foreach 简化代码:

// 如果只需要知道是否存在,不关心位置
static bool ExistsSimple(int[] array, int target)
{
    foreach (int item in array)
    {
        if (item == target) return true;
    }
    return false;
}

使用 Array.IndexOf 方法:

// C# 内置了顺序查找的方法
int[] numbers = { 1, 3, 5, 7, 9 };
int index = Array.IndexOf(numbers, 5);  // 返回2
int notFound = Array.IndexOf(numbers, 10);  // 返回-1

总结

顺序查找是最基础的查找算法,虽然效率不高,但:

  • 是学习更复杂算法的基础

  • 在小数据量时完全够用

  • 代码简单,容易理解和调试

记住:对于大型数据集合,可以考虑使用更高效的算法如二分查找(但要求数据必须先排序)。

希望这个讲解对你有帮助!试着运行这些代码,并修改参数来加深理解。


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