C言語の線形探索で配列内の最小値を見つける方法を徹底解説

C言語の探索アルゴリズムの種類

C言語で使われる代表的な探索手法は、大きく分けて以下の2つです。

• 線形探索（リニアサーチ）
• 二分探索（バイナリサーチ）

線形探索とは

線形探索は、配列の先頭から順番に要素を一つずつ比較しながら目的のキーを探す、最も基本的な探索アルゴリズムです。

• データがソート（整列）されていなくても使用できる
• 実装が非常にシンプルで理解しやすい
• 欠点：データ数が多いほど処理時間が長くなり、システムの効率を低下させる可能性がある

入出力のイメージは以下の通りです。

入力：ソートされていない要素のリスト、探索キー
出力：
・成功 … キーが見つかった場合
・失敗 … キーが見つからなかった場合

例1：線形探索でキーを検索するCプログラム

以下は、線形探索を使って配列の中から特定のキーを探すC言語のサンプルプログラムです。

#include <stdio.h>

int main(void){
    int a[50], n, i, key, flag = 0;

    printf("要素数を入力してください：");
    scanf("%d", &n);

    printf("要素を入力してください：\n");
    for(i = 0; i < n; i++)
        scanf("%d", &a[i]);

    printf("キーとなる要素を入力してください：");
    scanf("%d", &key);

    for(i = 0; i < n; i++){
        if(a[i] == key){
            flag = 1;
            break;
        }
    }

    if(flag == 1)
        printf("探索は成功しました\n");
    else
        printf("探索は失敗しました\n");

    return 0;
}

実行結果

要素数を入力してください：5
要素を入力してください：
12
34
56
78
89
キーとなる要素を入力してください：56
探索は成功しました

プログラムのポイント

• フラグ変数 flag を用意し、キーが見つかったら 1 に設定してループを抜けます。
• break 文により、見つかった時点で以降の無駄な比較を省略できます。

例2：線形探索で配列内の最小値を求めるCプログラム

次に、線形探索の考え方を応用して、配列内の最小値を求めるプログラムを紹介します。先頭の要素を仮の最小値とし、残りの要素と順番に比較していくシンプルな方法です。

#include <stdio.h>

int min_ele(int numbers[], int n){
    int min = numbers[0];   /* 先頭要素を仮の最小値とする */
    int i;
    for(i = 1; i < n; i++){
        if(min > numbers[i])
            min = numbers[i];
    }
    return min;
}

int main(void){
    int n, i, min;

    printf("配列の要素数を入力してください：");
    scanf("%d", &n);

    int numbers[n];

    printf("%d個の数値を入力してください：\n", n);
    for(i = 0; i < n; i++){
        scanf("%d", &numbers[i]);
    }

    min = min_ele(numbers, n);
    printf("\n配列内の最小値は：%d\n", min);

    return 0;
}

実行結果

配列の要素数を入力してください：5
5個の数値を入力してください：
23
56
78
9
20

配列内の最小値は：9

プログラムのポイント

• 最初の要素 numbers[0] を最小値の候補として変数 min に格納します。
• 2番目以降の要素を順に min と比較し、より小さい値が見つかれば min を更新します。
• すべての要素を走査し終えた時点の min が、配列全体の最小値となります。

まとめ

線形探索は、データのソートが不要で実装が簡単な反面、計算量は O(n) となるため大規模なデータには不向きです。また、配列の最小値や最大値を求める処理も、「全要素を一度ずつ確認する」という点で線形探索と同じ考え方に基づいています。アルゴリズム学習の第一歩として、ぜひマスターしておきましょう。