python-线性查找与二分查找

线性查找

线性查找就是从头到尾，直到符合条件了就返回。比如在一个list中找到一个等于5的元素并返回下标:

number_list = [0,1,2,3,4,5,6,7]
'''
    enumerate()函数用于将一个可遍历的数据对象(如列表、元组或字符串)组合为一个索引序列，
    同时列出数据和数据下标，一般用在 for 循环当中。
'''
#enumerate()用法实例
>>>seasons = ['Spring','Summer','Fall','Winter']
>>>list(enumerate(seasons))
[(0,'Spring'),(1,'Summer'),(2,'Fall'),(3,'Winter')]
>>>list(enumerate(seasons,start=1))     #下标从1开始
[(1,'Spring'),(2,'Summer'),(3,'Fall'),(4,'Winter')]

#for 循环中使用enumerate
>>>seq = ['one','two','three']
>>>for i,element in enumerate(seq):
...     print i, element
...
0 one
1 two
2 three


def linear_search(value,iterable):
    for index,val in enumerate(iterable):
        if val == value:
            return index
    return -1

assert linear_search(5,number_list) == 5

当然我们需要来一点花样，比如传一个谓词进去，你要知道，在python里一切 皆对象，所以我们可以把函数当成一个参数传给另一个函数

def linear_search_v2(predicate,iterable):
    for index,val in enumerate(iterable):
        if predicate(val):
            return index
    return -1

assert linear_search_v2(lambda x: x==5, number_list) == 5

尝试用递归来实现线性查找

number_list = [0,1,2,3,4,5,6,7]
def linear_search_recusive(array,value):
    if len(array) == 0:
        return -1
    index = len(array) - 1
    if array[index] == value:
        return index
    return linear_search_recusive(array[0:index],value)


assert linear_search_recusive(number_list,5) == 5
assert linear_search_recusive(number_list,8) == -1
assert linear_search_recusive(number_list,7) == 7
assert linear_search_recusive(number_list,0) == 0

二分查找

线性查找针对的是无序序列，假如一个序列已经有序了呢，我们还需要
从头找到尾吗？当然不用，折半(二分)是一种经典思想。日常生活中还有
哪些经典的二分思想呢？

1.猜数字游戏
2.一尺之棰，日取其半，万世不竭
3.有些民间股神，告诉一堆人某个股票会涨，告诉另一半人会跌。
后来真涨了，慢慢又告诉信了他的一半人另一个股票会涨，另一半说
会跌。就这样次数多了总有一些人信奉他为股神...

def binary_search(sorted_array,val):
    if not sorted_array:
        return -1

    beg = 0
    end = len(sorted_array) - 1

    while beg <= end:
        #beg + (end-beg)/2,为了屏蔽python 2/3 差异用了强转
        mid = int((beg + end) / 2)
        if sorted_array[mid] == val:
            return mid
        elif sorted_array[mid] > val:
            end = mid - 1
        else:
            beg = mid + 1
    return -1

def test_binary_search():
    a = list(range(10))

    #正常值
    assert binary_search(a,1) == 1
    assert binary_search(a,-1) == -1

    #异常值
    assert binary_search(None,1) == -1

    #边界值
    assert binary_search(a,0) == 0