Python二進制搜索類函數，用於查找排序列表中第一個大於特定值的數字

Question

我正在嘗試在Python中編寫一個函數，它找到排序列表中的第一個數字大於我作為參數傳遞的特定值。 我在網上找到了使用簡單列表推導來實現這一目的的例子，但出於我的目的，我需要經常在大型列表上執行此操作，因此在線性時間內運行的搜索過於昂貴。

雖然我遇到了一些無法正常工作的邊緣情況，但我在編寫迭代二進制搜索類函數時遇到了麻煩。 順便說一下，該功能不需要處理列表中沒有較大項目的情況。 這是我現有的功能：

def findFirstLarger(num, sortedList):
    low = 0; 
    high = len(sortedList) - 1

    mid = -1
    while True:
        print("low: " + str(low) + "\t high: " + str(high))
        if (low > high):
            print("Ah geez, low is " + str(low) + " and high is " + str(high))
            return # debugging, don't want this to happen
        if low == high:
            return sortedList[low]
        else:
            mid = (low + high) / 2;
            if num == sortedList[mid]:
                return sortedList[mid]
            elif num > sortedList[mid]:
                low = mid + 1
            else:
                high = mid - 1

我注意到這個功能不起作用的一個案例如下：

>>> somenumbers=[n*2 for n in range(131072)]
>>> somenumbers[-5:]
[262134, 262136, 262138, 262140, 262142]


>>> binsearch.findFirstLarger(262139,somenumbers)
low: 0   high: 131071
low: 65536   high: 131071
low: 98304   high: 131071
low: 114688  high: 131071
low: 122880  high: 131071
low: 126976  high: 131071
low: 129024  high: 131071
low: 130048  high: 131071
low: 130560  high: 131071
low: 130816  high: 131071
low: 130944  high: 131071
low: 131008  high: 131071
low: 131040  high: 131071
low: 131056  high: 131071
low: 131064  high: 131071
low: 131068  high: 131071
low: 131070  high: 131071
low: 131070  high: 131069
Ah geez, low is 131070 and high is 131069

這里正確的結果是262140 ，因為這是列表中第一個大於262139 。

任何人都可以推薦一個更實用的清潔實現嗎？ 我不認為這會是一個如此深奧的問題，盡管我還沒有找到任何解決方案。

Answer 1

你試過bisect模塊嗎？

def find_ge(a, key):
    '''Find smallest item greater-than or equal to key.
    Raise ValueError if no such item exists.
    If multiple keys are equal, return the leftmost.

    '''
    i = bisect_left(a, key)
    if i == len(a):
        raise ValueError('No item found with key at or above: %r' % (key,))
    return a[i]

find_ge(somenumbers, 262139)

---

您的代碼錯誤，（1） low > high是有效的終止案例。 （2）你不應該停在low == high ，例如，當你的somenumbers num == 3為num == 3時，它會返回一個不正確的索引。

Answer 2

如果您需要沒有bisect函數的實現，可以嘗試以下代碼：

def findFirstLargerOrEqual(num, sortedList):
    '''Finds the smallest index in the sortedList
    of the element which is greater-than or equal to num'''

    slen = len(sortedList)
    start = 0

    while slen > 0:
        m = start + slen//2

        if sortedList[m] < num:
            slen = slen - (m+1 - start)
            start = m+1
            continue

        if start < m and sortedList[m-1] >= num:
            slen = m - start
            continue

        return somenumbers[m]

    raise ValueError('Not found')

somenumbers=[n*2 for n in range(131072)]
print(findFirstLargerOrEqual(262139, somenumbers)) #output: 262140