是否有一个库函数,对列表/元组执行二进制搜索,并返回项目的位置,如果找到,如果没有'False' (-1, None等)?

我在bisect模块中找到了bisect_left/right函数,但即使项目不在列表中,它们仍然返回一个位置。这对于它们的预期用途来说是非常好的,但我只是想知道一个项目是否在列表中(不想插入任何东西)。

我想使用bisect_left,然后检查该位置的项是否等于我正在搜索的内容,但这似乎很麻烦(而且我还需要做边界检查,如果数字可以大于我的列表中最大的数字)。如果有更好的方法,我想知道。

为了澄清我需要这个:我知道字典将非常适合这个,但我试图保持尽可能低的内存消耗。我的预期用途是一种双向查找表。我在表中有一个值列表,我需要能够访问基于其索引的值。我还希望能够找到特定值的索引,如果值不在列表中,则为None。

使用字典是最快的方法,但(大约)会增加一倍的内存需求。

我问这个问题时认为我可能忽略了Python库中的一些东西。看来我得自己写代码了,就像Moe建议的那样。


当前回答

def binary_search_length_of_a_list(single_method_list):
    index = 0
    first = 0
    last = 1

    while True:
        mid = ((first + last) // 2)
        if not single_method_list.get(index):
            break
        index = mid + 1
        first = index
        last = index + 1
    return mid

其他回答

这段代码以递归的方式处理整数列表。寻找最简单的情况,即:列表长度小于2。这意味着答案已经存在,并执行测试以检查正确答案。 如果不正确,则设置中间值并测试其是否正确,如果不正确,则再次调用该函数,但将中间值设置为上限或下限,将其向左或向右移动

def binary_search(intList, intValue, lowValue, highValue):
    if(highValue - lowValue) < 2:
        return intList[lowValue] == intValue or intList[highValue] == intValue
    middleValue = lowValue + ((highValue - lowValue)/2)
    if intList[middleValue] == intValue:
        return True
    if intList[middleValue] > intValue:
        return binary_search(intList, intValue, lowValue, middleValue - 1)
   return binary_search(intList, intValue, middleValue + 1, highValue)

值得一提的是,bisect文档现在提供了搜索示例: http://docs.python.org/library/bisect.html#searching-sorted-lists

(引发ValueError而不是返回-1或None更加python化——例如,list.index()会这样做。当然,你也可以根据自己的需要调整这些例子。)

这有点跑题了(因为Moe的回答似乎完整地回答了OP的问题),但从头到尾考虑整个过程的复杂性可能是值得的。如果你把东西存储在一个排序的列表中(这是二进制搜索会有帮助的地方),然后只是检查是否存在,你会遇到(最坏情况,除非指定):

排序的列表

O(n log n)来初始创建列表(如果它是未排序的数据。O(n),如果是排序的) O(log n)次查找(这是二分查找部分) O(n)插入/删除(可能是O(1)或O(log n)平均情况,这取决于您的模式)

而使用set()则会导致

O(n)来创造 O(1)查找 O(1)插入/删除

一个排序列表真正让你得到的是“下一个”,“前一个”和“范围”(包括插入或删除范围),它们是O(1)或O(|范围|),给定一个起始索引。如果你不经常使用这些类型的操作,那么存储为集合,排序显示可能是一个更好的整体交易。Set()在python中只会引起很少的额外开销。

这是基于一个数学断言,即(low + high)/2的下限总是小于high,其中low是下限,high是上限。


def binsearch(t, key, low = 0, high = len(t) - 1):
    # bisecting the range
    while low < high:
        mid = (low + high)//2
        if t[mid] < key:
            low = mid + 1
        else:
            high = mid
    # at this point 'low' should point at the place
    # where the value of 'key' is possibly stored.
    return low if t[low] == key else -1

最简单的方法是使用对半分割,然后检查一个位置,看看项目是否在那里:

def binary_search(a,x,lo=0,hi=-1):
    i = bisect(a,x,lo,hi)
    if i == 0:
        return -1
    elif a[i-1] == x:
        return i-1
    else:
        return -1