Python binary search like函数，用于查找排序列表中大于特定值的第一个数字

Question

我试图用Python编写一个函数，该函数发现排序列表中的第一个数字大于我作为参数传入的特定值。我在网上找到了一些例子，它们使用简单的列表理解来实现这一点，但出于我的目的，我需要频繁地在大列表上执行此操作，因此在线性时间内运行的搜索成本太高。

我曾经尝试过编写一个类似于二元搜索的迭代函数来实现这一点，不过我遇到了一些边缘情况，它不能正常工作。顺便说一下，如果列表中没有更大的项，则不需要函数来处理这种情况。这是我现有的功能：

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

我注意到的一个情况是，此功能不起作用，具体如下：

>>> 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

这里正确的结果是262140，因为这是列表中第一个大于262139的数字。

有人能推荐一个更干净的实现吗？我不认为这会是一个如此深奥的问题，尽管我还没有找到任何解决办法。

Answer 1

你试过^{} module吗？

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)

---

您的代码错误地认为（1）low > high是有效的终止情况。（2） 您不应该停在low == high处，例如，当num == 3为您的somenumbers返回不正确的索引时。

Answer 2

如果需要不带对分函数的实现，可以尝试以下代码：

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