Python 二分查找之bisect库的使用详解

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Python 二分查找之bisect库的使用详解

2023-03-13 08:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录简介bisect库的使用bisect_leftbisect_rightinsort_leftinsort_right二分查找基础实现简介bisect库是Python标准库中的一部分,它提供...

目录简介bisect 库的使用bisect_leftbisect_rightinsort_leftinsort_right二分查找基础实现

简介

bisect 库是 python 标准库中的一部分,它提供了二分查找的功能。二分查找是一种在有序列表中查找某一特定元素的搜索算法。它的时间复杂度为 O ( log ⁡ n ) O(\log n) O(logn),比顺序查找的时间复杂度 O ( n ) O(n) O(n) 要有效率。

bisect 库的使用

bisect 库提供了 bisect_left、bisect_right、insort_left、insort_right四个函数,用于在有序列表中查找或插入元素。

bisect_left

bisect_left 函数用于在有序列表中二分查找某一位置,使得在该位置插入指定元素后仍保持有序,返回该位置,如果元素已经存在,则返回它的左边位置。

函数原型如下:

bisect.bisect_left(a, x, lo=0, hi=len(a), *, key=None)

其中,a 是一个有序列表,x 是要查找的元素,lo 和 hi 是查找范围的左右边界,key 是一个函数,用于从列表中提取比较的键值。

示例:

# 导入 bisect 库 import bisect # 有序列表 a = [1, 2, 3, 3, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 查找元素 4 的位置 print(bisect.bisect_left(a, 4)) # 4 # 查找元素 6 的位置 print(bisect.bisect_left(a, 6)) # 5

bisect_right

bisect_right 函数用于在有序列表中二分查找某一位置,使得在该位置插入指定元素后仍保持有序,返回该位置,如果元素已经存在,则返回它的右边位置。

函数原型如下:

bisect.bisect_right(a, x, lo=0, hi=len(a), *, key=None)

其中,a 是一个有序列表,x 是要查找的元素,lo 和 hi 是查找范围的左右边界,key 是一个函数,用于从列表中提取比较的键值。

示例:

# 导入 bisect 库 import bisect # 有序列表 a = [1, 2, 3, 3, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 查找元素 4 的位置 print(bisect.bisect_right(a, 4)) # 4 # 查找元素 6 的位置 print(bisect.bisect_right(a, 6)) # 8

除此之外,bisect_right 还可以简写为 bisect :

# 导入 bisect 库 import bisect # 有序列表 a = [1, 2, 3, 3, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 查找元素 4 的位置 print(bisect.bisect(a, 4)) # 4 # 查找元素 6 的位置 print(bisect.bisect(a, 6)) # 8

insort_left

insort_left 函数用于在有序列表中二分查找某一位置,使得在该位置插入指定元素后仍保持有序,然后将元素插入该位置,如果元素已经存在,则插入到它的左边位置。

函数原型如下:

bisect.insort_left(a, x, lo=0, hi=len(a), *, key=None)

其中,a 是一个有序列表,x 是要插入的元素,lo 和 hi 是查找范围的左右边界,key 是一个函数,用于从列表中提取比较的键值。

示例:

# 导入 bisect 库 import bisect # 有序列表 a = [1, 2, 3, 3, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 插入元素 4 bisect.insort_left(a, 4) print(a) # [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 插入元素 6 bisect.insort_left(a, 6) print(a) # [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 6, 8, 10]

insort_right

insort_right 函数用于在有序列表中二分查找某一位置,使得在该位置插入指定元素后仍保持有序,然后将元素插入该位置,如果元素已经存在,则插入到它的右边位置。

函数原型如下:

bisect.insort_right(a, x, lo=0, hi=len(a), *, key=None)

其中,a 是一个有序列表,x 是要插入的元素,lo 和 hi 是查找范围的左右边界,key 是一个函数,用于从列表中提取比较的键值。

示例:

# 导入 bisect 库 import bisect # 有序列表 a = [1, 2, 3, 3, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 插入元素 4 bisect.insort_right(a, 4) print(a) # [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 插入元素 6 bisect.insort_right(a, 6) print(a) # [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 6, 8, 10]

除此之外,insort_right 还可以简写为 insort :

# 导入 bisect 库 import bisect # 有序列表 a = [1, 2, 3, 3, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 插入元素 4 bisect.insort(a, 4) print(a) # [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 8, 10] # 插入元素 6 bisect.insort(a, 6) print(a) # [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 6, 6, 6, 8, 10]

insort 函数的实质是调用 bisect 函数获取插入位置,然后调用 list.insert 函数将元素插入到该位置。

二分查找基础实现

在 Python 中,我们可以使用 bisect 库来实现二分查找,但其只能根据元素的值和元素之间的比较关系来查找元素的位置,如果要根据元素的其他属性或其他关系来查找元素的位置,就需要自己实现二分查找了。

二分查找的基本模板如下:

def binary_search(nums, target): left, right = 0, len(nums) - 1 while left = 3存在 i(0 < i < arr.length - 1)使得:arr[0] < arr[1] < ... arr[i-1] < arr[i]arr[i] > arr[i+1] > ... > arr[arr.length - 1]

给你由整数组成的山脉数组 arr ,返回任何满足 arr[0] < arr[1] < ... arr[i - 1] < arr[i] > arr[i + 1] > ... > arr[arr.length - 1] 的下标 i 。

来源:力扣(LeetCode)链接:https://leetcode.cn/problems/peak-index-in-a-mountain-array

class Solution: def peakIndexInMountainArray(self, arr: List[int]) -> int: n = len(arr) left, right, ans 编程= 1, n - 2, 0 while left arr[mid + 1]: ans = mid right = mid - 1 else: left = mid + 1 return ans

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