Python模块：bisect二分算法模块

http://blog.csdn.net/pipisorry/article/details/72307432

Bisect模块简介

Python 的列表（list）内部实现是一个数组，也就是一个线性表。在列表中查找元素可以使用 list.index() 方法，其时间复杂度为O(n)。对于大数据量，则可以用二分查找进行优化。二分查找要求对象必须有序，其基本原理如下：

• 1.从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜素过程结束；
• 2.如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。
• 3.如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。

二分查找也成为折半查找，算法每一次比较都使搜索范围缩小一半， 其时间复杂度为 O(logn)。

Python 有一个 bisect 模块，用于维护有序列表。bisect 模块实现了一个算法用于插入元素到有序列表。在一些情况下，这比反复排序列表或构造一个大的列表再排序的效率更高。Bisect 是二分法的意思，这里使用二分法来排序，它会将一个元素插入到一个有序列表的合适位置，这使得不需要每次调用 sort 的方式维护有序列表。

先说明的是，使用这个模块的函数前先确保操作的列表是已排序的。

Bisect模块提供的函数

• bisect.bisect_left(a,x, lo=0, hi=len(a)) :

查找在有序列表 a 中插入 x 的index。lo 和 hi 用于指定列表的区间，默认是使用整个列表。如果 x 已经存在，在其左边插入。返回值为 index。

• bisect.bisect_right(a,x, lo=0, hi=len(a))
• bisect.bisect(a, x,lo=0, hi=len(a)) ：

这2个函数和 bisect_left 类似，但如果 x 已经存在，在其右边插入。

• bisect.insort_left(a,x, lo=0, hi=len(a)) ：

在有序列表 a 中插入 x。和 a.insert(bisect.bisect_left(a,x, lo, hi), x) 的效果相同。

• bisect.insort_right(a,x, lo=0, hi=len(a))
• bisect.insort(a, x,lo=0, hi=len(a)) :

和 insort_left 类似，但如果 x 已经存在，在其右边插入。

Bisect 模块提供的函数可以分两类： bisect* 只用于查找 index， 不进行实际的插入；而 insort* 则用于实际插入。该模块比较典型的应用是计算分数等级；同样，我们可以用 bisect 模块实现二分查找。

Python 著名的数据处理库 numpy 也有一个用于二分查找的函数 numpy.searchsorted， 用法与 bisect 基本相同，只不过如果要右边插入时，需要设置参数 side='right'。numpy.searchsorted 效率是很低的，跟 bisect 根本不在一个数量级上。因此 searchsorted 不适合用于搜索普通的数组，但是它用来搜索 numpy.ndarray 是相当快的。

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Bisect示例

先说明的是，使用这个模块的函数前先确保操作的列表是已排序的。

      

       先看看 insort  函数：

      

       其插入的结果是不会影响原有的排序。

       再看看 bisect  函数：

      

       其目的在于查找该数值将会插入的位置并返回，而不会插入。

       接着看 bisect_left 和 bisect_right 函数，该函数用入处理将会插入重复数值的情况，返回将会插入的位置：

      

       其对应的插入函数是 insort_left  和 insort_right ：

      

       可见，单纯看其结果的话，两个函数的操作结果是一样的，其实插入的位置不同而已。

更多示例参考[bisect — Array bisection algorithm]

from: http://blog.csdn.net/pipisorry/article/details/72307432

ref: [bisect — Array bisection algorithm]

[Python 二分查找与 bisect 模块]