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Python 3 维护有序列表 bisect

在Python 3中,bisect模块提供了用于维护有序列表的函数,主要用于在有序序列中进行二分查找以及插入操作,以下是其常见用法的介绍:

1. 导入模块

首先需要导入bisect模块:

import bisect

2. 主要函数及用法

bisect.bisect_left(a, x, lo=0, hi=None)
  • 功能:在有序列表 a 中查找 x 应该插入的位置,以保持列表的有序性。如果列表 a 中存在与 x 相等的元素,那么返回该元素左侧的插入点。
  • 参数
    • a:有序列表,可以是列表(list)等可迭代的有序序列。
    • x:要插入的元素。
    • lo:可选参数,指定查找范围的起始索引,默认为0。
    • hi:可选参数,指定查找范围的结束索引,默认为列表 a 的长度。
  • 示例
a = [1, 2, 4, 4, 6]
x = 4
position = bisect.bisect_left(a, x)
print(position)  
# 输出: 2,因为4应该插入在索引为2的位置(即第三个元素之前),以保持列表有序
bisect.bisect_right(a, x, lo=0, hi=None) (也可简写成bisect.bisect(a, x, lo=0, hi=None))
  • 功能:同样是在有序列表 a 中查找 x 应该插入的位置以保持列表有序,但如果列表 a 中存在与 x 相等的元素,返回该元素右侧的插入点。
  • 参数:与 bisect.bisect_left 的参数含义相同。
  • 示例
a = [1, 2, 4, 4, 6]
x = 4
position = bisect.bisect_right(a, x)
print(position)  
# 输出: 4,因为4应该插入在索引为4的位置(即第四个元素之后),以保持列表有序
bisect.insort_left(a, x, lo=0, hi=None)
  • 功能:在有序列表 a 中找到 x 的插入点(使用 bisect.bisect_left 的规则),然后将 x 插入到该位置,使得列表 a 仍然保持有序。
  • 参数:与 bisect.bisect_left 的参数含义相同。
  • 示例
a = [1, 2, 4, 6]
x = 4
bisect.insort_left(a, x)
print(a)  
# 输出: [1, 2, 4, 4, 6],4被插入到了合适的位置,保持了列表的有序性
bisect.insort_right(a, x, lo=0, hi=None) (也可简写成bisect.insort(a, x, lo=0, hi=None))
  • 功能:在有序列表 a 中找到 x 的插入点(使用 bisect.bisect_right 的规则),然后将 x 插入到该位置,使得列表 a 仍然保持有序。
  • 参数:与 bisect.bisect_right 的参数含义相同。
  • 示例
a = [1, 2, 4, 6]
x = 4
bisect.insort_right(a, x)
print(a)  
# 输出: [1, 2, 4, 4, 6],这里虽然结果和insort_left插入4的结果一样,但插入逻辑不同,当列表中有多个相等元素时会有区别

3. 应用场景

  • 维护有序数据集:当你需要不断地向一个有序的数据集中添加新元素,同时要保证数据集始终有序时,bisect模块的函数就非常有用。例如,在实现一个动态维护的排行榜功能时,每次有新的成绩加入,都可以使用 bisect.insort 函数将其插入到合适的位置。
  • 二分查找近似值:如果不需要精确查找一个元素,而是想找到最接近它的已存在元素的位置,bisect函数可以通过查找插入点来间接实现这个目的。比如在一个有序的温度记录列表中,查找给定温度值最接近的已记录温度的位置。

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