python實現二分查找（遞歸、迭代）

算法思想

將數據分成兩部分，並比較中間值與待查找數據大小，如果小於則在前半段查找，如果大於則在後半段查找。經過數次分割直到中間值等於待查數據或找不到待查數據爲止。

分析

1. 時間複雜度：O(logn)。
2. 數據必須是有序的，並且所有數據必須加載到內存中。
3. 適用於不需增刪的靜態數據。

注：來源於吳燦銘《圖解數據結構-使用Python》

代碼實現

import random


class Search(object):

    def binary_search(self, data, value):
        """
        二分查找迭代法實現
        :param data: list 待查找序列
        :param value: int 待查數據
        :return: int 索引（查找不到返回-1）
        """
        low = 0
        high = len(data) - 1
        while low <= high:
            mid = int((low + high) / 2)
            if value < data[mid]:
                high = mid - 1
            elif value > data[mid]:
                low = mid + 1
            else:
                return mid + 1
        return -1

    def binary_search_recursion(self, data, low, high, value):
        """
        二分查找遞歸法實現
        :param data: list 待查找序列
        :param low: int low指針
        :param high: int high指針
        :param value: int 待查數據
        :return: int 索引（查找不到返回-1）
        """
        if low <= high:
            mid = int((low + high) / 2)
            if value < data[mid]:
                return self.binary_search_recursion(data, low, mid - 1, value)
            elif value > data[mid]:
                return self.binary_search_recursion(data, mid + 1, high, value)
            else:
                return mid + 1
        return -1


def main():
    search = Search()
    data = [0] * 10
    for index in range(len(data)):
        data[index] = random.randint(1, 10)
    data = sorted(data)
    print("待查找序列：", data)
    res_index = search.binary_search_recursion(data, 0, len(data) - 1, 5)
    print("結果索引爲：", res_index)
    res_index = search.binary_search(data, 5)
    print("結果索引爲：", res_index)


if __name__ == '__main__':
    main()