Python通过二分查找，查询有序列表中元素的下标

Python通过二分查找，查询有序列表中元素的下标

• 为什么使用二分查找？

  因为二分查找可以快速的查找一个有序列表中的元素
  
  注意：查找的对象必须是一个有序的列表！！！！
  

• 代码示例

  • 通过while循环的方式可以查询出对应的下标，元素不存在在列表中返回-1，就相当于手动给python列表实现了String（字符串）的find方法。

    （注：代码是在下花了四个小时绞尽脑汁才想出来的，肯定还是有不足的地方，比如每次循环都要判断right-left==1）

  def BinarySearch(item, list):
      '''
      二分查找有序列表中的元素
      :param item: 需要查找的元素
      :param list: 列表
      :return: 查找到返回元素在list中的下标，反之返回-1
      '''
      end_time = False  # 结束时间
      left = 0  # 左下标，初始值为0
      right = len(list)  # 右下标，初始值为列表的长度
      while left < right:
          if right - left == 1:  # 判断是否在做最后一次运算   right - left == 1 表示已经开始进行最后一个元素的判断
              if end_time == True:
                  return -1  # 没有查找到返回-1
              end_time = True  # 将end_time改成True,标志着已经开始了最后一次的查找
          mid_site = (left + right) // 2
          if item == list[mid_site]:
              return mid_site  # 查找到返回对应下标
          elif item > list[mid_site]:
              left = mid_site  # 如果当前元素大于列表中mid_site下标对应的值，就将mid_site赋值给left
          else:
              right = mid_site  # 如果当前元素小于列表中mid_site下标对应的值，就将mid_site赋值给right
  
  
  if __name__ == '__main__':
      list01 = [1, 2, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 13]
      result01 = BinarySearch(10, list01)
      print(result01)  # 6 ==> 表示10在list01中的下标为6
      result02 = BinarySearch(1000, list01)
      print(result02)  # -1 ==> 表示3在list01中查找不到
  

  • 通过递归的方式–目前本人只实现了判断元素是否在列表中，还没有找到有效的替代方法去替换while循环中的left和right两个变量（有那位大佬想到办法了可以再评论里发表想法）

  def BinarySearch(item, list):
      '''
      二分查找有序列表中的元素
      :param item: 需要查找的元素
      :param list: 列表
      :return: 查找到返回True，反之查找不到返回False
      '''
      # 获取列表的长度赋值给list_length
      list_length = len(list)
      # 判断列表的长度是否大于0
      if list_length > 0:
          # 计算列表中间位置
          mid_site = list_length // 2
          if item == list[mid_site]:  # 判断列表中中间位置是否和需要查找的元素相等
              return True  # 查找到返回True
          elif item > list[mid_site]:  # 如果需要查找的元素大于列表中间的元素
              # 继续在列表的后半段中查找该元素
              # 注意：因为中间位置的元素在上面已经计算过一次，为避免重复的运算
              # 这里需要去除mid_site对应的
              return BinarySearch(item, list[mid_site + 1:])
          else:  # 如果需要查找的元素小于列表中间的元素
              # 在列表的前半段中查找该元素
              # 因为列表的切片并不包含结尾的元素，所以这里不需要减一
              return BinarySearch(item, list[:mid_site])
      else:
          return False  # 如果查找不到，返回False
  
  
  if __name__ == '__main__':
      list01 = [1, 2, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 13]
      result01 = BinarySearch(9, list01)
      print(result01)
      result02 = BinarySearch(12, list01)
      print(result02)