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    Python编程:查找算法之顺序查找和二分查找

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    Python编程:查找算法之顺序查找和二分查找

    2023-02-20 10:26:30 阅读次数:434

    二分查找,时间复杂度


    算法Algorithm

    一个计算过程,解决问题的方法

    递归:


    • 调用自身

    • 结束条件


    时间复杂度:


    • 用来估计算法运行时间的一个式子
      O(1) < O(logn) < O(n) < O(nlogn) < O(n^2) < O(n2logn) < O(n^3)

    • 一般来说,时间复杂度高的算法比复杂度低的算法慢

    • 不常见的时间复杂度:
      O(n!) O(2^n) O(n^n)


    时间复杂度判断


    • 循环减半的过程 -> O(logn)

    • 几次循环就是n的几次方


    空间复杂度:

    • 用来评估算法内存占用大小的式子

    空间换时间

    列表查找


    • 从列表中查找指定元素

    • 输入:列表,待查元素

    • 输出:元素下标或未查找到元素


    顺序查找:

    • 从列表第一个元素开始,顺序进行搜索,直到找到为止

    二分查找:

    • 从有序列表的候选区data[0: n]开始,通过对待查找的值与候选区中间的值比较,可以使候选区减少一半

    代码实例

    1、递归

    #先打印再调用
    def foo1(x):
        if x > 0:
            print(x)
            foo1(x-1)
    
    foo1(5)
    # 5 4 3 2 1
    
    # 先调用再打印
    def foo2(x):
        if x > 0:
            foo2(x-1)
            print(x)
    
    foo2(5)
    # 1 2 3 4 5

    2、顺序查找与二分查找

    # -*- coding: utf-8 -*-
    
    import time
    
    # 计时装饰器
    def timer(func):
        def wrapper(*args, **kwargs):
            start = time.time()
            ret = func(*args, **kwargs)
            end = time.time()
            print("time: %s"% (end-start))
            return ret
        return wrapper
    
    
    # 顺序(线性)查找 O(n)
    @timer
    def line_search(lst, val):
        for index, value in enumerate(lst):
            if val == value:
                return index
    
        return None
    
    # 二分查找(需要有序) O(logn)
    @timer
    def binary_search(lst, val):
        low = 0
        high = len(lst) - 1
    
        while low <= high:
            mid = (high + low)//2
            if lst[mid] == val:
                return mid
            elif lst[mid] < val:
                low = mid + 1
            else:
                high = mid - 1
    
        return None
    
    
    if __name__ == '__main__':
        lst = list(range(100000))
    
        ret = line_search(lst, 90000)
        print(ret)
        # time: 0.007
        # 90000
    
        ret = binary_search(lst, 90000)
        print(ret)
        # time: 0.000
        # 90000

    3、二分查找实例

    • 通过二分查找,输入id 查找学生完整信息

    # -*- coding: utf-8 -*-
    
    import random
    from chinesename import chinesename  # pip install chinesename
    
    # 二分查找函数
    def binary_search(lst, uid):
        low = 0
        high = len(lst) - 1
    
        while low <= high:
            mid = (low + high)//2
            if lst[mid]["uid"] == uid:
                return lst[mid]
            elif lst[mid]["uid"] < uid:
                low = mid + 1
            else:
                high = mid - 1
    
        return None
    
    # 生成学生信息
    def get_students(n):
        """
        @param n: 数量
        @return: {list}
        """
    
        cn = chinesename.ChineseName()
    
        uids = list(range(1001, 1001+n))
        lst = []
        for uid in uids:
            dct = {
                "uid": uid,
                "name": cn.getName(),
                "age": random.randint(18, 60)
            }
            lst.append(dct)
    
        return lst
    
    
    if __name__ == '__main__':
        students = get_students(100000)
    
        ret = binary_search(students, 1005)
    
        print(ret)
        # {'uid': 1005, 'name': '相佃', 'age': 58}
    版权声明:本文内容来自第三方投稿或授权转载,原文地址:https://blog.51cto.com/mouday/5017751,作者:彭世瑜,版权归原作者所有。本网站转在其作品的目的在于传递更多信息,不拥有版权,亦不承担相应法律责任。如因作品内容、版权等问题需要同本网站联系,请发邮件至ctyunbbs@chinatelecom.cn沟通。

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