使用Python实现二分法查找的示例

关于二分法的定义我就不说了,CSDN很多大牛和前辈都已经阐述的很清楚了,直接上代码。

首先,先创建一个名称为 binary_search 的函数:传递两个参数,元素列表和要查找的值。

def binary_search(_list, value):

接下来,在函数内部定义所需的变量,二分法的关键在于从列表的中间向两侧查找(表述可能不严谨,大概这个意思),所以为了直观起见,定义 left,right, mid 三个变量,分别代表:列表的起始索引,结束索引和中间索引。

    left = 0   # 列表的起始索引
  right = len(_list)   # 列表的结束索引
  mid = int((left + right)/2)  # 采用此方法,通过四舍五入刚好可以定位到列表的中间位置

接下来是实现二分查找的关键部分,先定义一个while循环,使得查找可以顺利进行,while函数内嵌套 if 分支语句实现条件判断,共有三种情况:

1. _list[mid] == value: 中间值恰好是我们需要查找的值,那么直接返回对应的索引就可以了。

2._list[mid] > value: 要查找的值在mid的左侧,更新right 的值为mid,缩小查找范围。

3._list[mid] <value:要查找的值在mid的右侧,更新left的值为mid,到 mid 右侧进行查找。

最后,对mid的值做一下更新,以便开始下一轮查找,同时采用 while-else语句针对没有查找到的情况进行判断,并给定一个返回值。

    while left < right:
      if _list[mid] == value:
          return mid
      elif _list[mid] > value:
          right = mid
      else:
          left = mid
      mid = int((right + left)/2)
  else:
      return -1

最后,完整代码,以及测试运行表现如下:

""" a demo realize binary search"""


def binary_search(_list, value):
  left = 0   # 列表的起始索引
  right = len(_list)   # 列表的结束索引
  mid = int((left + right)/2)  # 采用此方法,通过四舍五入刚好可以定位到列表的中间位置
  while left < right:
      if _list[mid] == value:
          return mid
      elif _list[mid] > value:
          right = mid
      else:
          left = mid
      mid = int((right + left)/2)
  else:
      return -1


index = "the index of value in the list: {}"
print(index.format(binary_search([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9], 1)))

运行结果:

没有要查找的值的情况:

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