如何解决二分搜索算法 - 项目创意
我正在写一个关于二分搜索的 python 项目，但我希望能够为这个算法实现一个图形界面。 你有什么想法我可以如何使用这个算法来实现接口吗？ 我的意思是项目想法，而不是实施本身..
谢谢
这是我的代码：
# It returns index of x in given array arr if present,# else returns -1
def binary_search(arr,x):
low = 0
high = len(arr) - 1
mid = 0
while low <= high:
mid = (high + low) // 2
# If x is greater,ignore left half
if arr[mid] < x:
low = mid + 1
# If x is smaller,ignore right half
elif arr[mid] > x:
high = mid - 1
# means x is present at mid
else:
return mid
# If we reach here,then the element was not present
return -1
# Test array
arr = [ 2,3,4,10,40 ]
x = 10
# Function call
result = binary_search(arr,x)
if result != -1:
print("Element is present at index",str(result))
else:
print("Element is not present in array")```
解决方法
尽管您要求图形界面，但仍然只是为了好玩，我决定为您的二分搜索任务实现以下简单的 ASCII 艺术可视化，它可能对您有所帮助。
在控制台中绘制图形时，我使用了一些 ANSI escape codes。 Windows 上的此转义码需要安装一次 colorama 模块 python -m pip install colorama。在 Linux 上它不需要安装任何东西。
代码可以调整为不同的随机种子值或数字数量或数字大小（最多 100、最多 1000 等）。值是随机选择的，具有固定的种子值（更改 random.seed(...) 行中的值）。
首先我展示了在我的 Linux (asciinema link) 上录制的 ASCII 视频截屏视频，然后是代码：
代码：
import platform,time,sys
if platform.system() == 'Windows':
import colorama
colorama.init()
def vis(data,steps):
def str_set(s,i,c):
return s[:i] + c + s[i + 1:]
def astr_set(a,j,c):
a[j] = str_set(a[j],c)
dlen = max(len(str(e)) for e in data) + 1
loline = ''.join(str(e).zfill(dlen - 1) + '|' for e in data)
ll = len(loline)
N = len(steps)
h1 = 3
lines = [' ' * ll for e in range(h1 * N)] + [loline]
def emit_frame():
sys.stdout.write("\033[F" * len(lines) + '\n'.join(lines) + '\n')
time.sleep(1)
emit_frame()
for i in range(N - 1):
lpcur,lpnext = [dlen * steps[i + e] + (dlen - 2) // 2 for e in (0,1)]
for j in range(h1 - 1):
astr_set(lines,i * h1 + j,lpcur,'|')
dir_ = -1 if steps[i + 1] < steps[i] else +1 if steps[i + 1] > steps[i] else 0
for j in range((i + 1) * h1,len(lines) - 1):
astr_set(lines,'.' if j < len(lines) - 2 else '?')
for j in range(lpcur,lpnext + dir_,dir_):
astr_set(lines,(i + 1) * h1 - 1,('/' if dir_ < 0 else '\\') if j in (lpcur,lpnext) else '-')
if j == lpcur:
emit_frame()
if i == N - 2:
for j in range((i + 1) * h1,len(lines) - 1):
astr_set(lines,lpnext,'|' if j < len(lines) - 2 else 'V')
emit_frame()
def binary_search(f,l,r,target):
steps = []
while l <= r:
m = (l + r) // 2
steps.append(m)
fm = f(m)
if fm < target:
l = m + 1
elif fm > target:
r = m - 1
else:
break
return steps
def main():
import random
random.seed(3)
data = sorted(random.randrange(100) for i in range(30))
target = data[random.randrange(len(data))]
steps = binary_search(lambda x: data[x],len(data) - 1,target)
vis(data,steps)
if __name__ == '__main__':
main()
最终输出：
|
|
\-----------------------\
. |
. |
. \-----------\
. . |
. . |
. . /-----/
. . | .
. . | .
. . /--/ .
. . | . .
. . | . .
? ? V ? ?
01|08|16|19|19|24|29|29|30|33|47|49|50|60|60|60|60|66|69|69|70|70|74|75|77|77|80|81|81|91|
此外，我还创建了我的代码（下载代码 here 或 Try it online）的稍微修改的无限 ASCII 截屏版本，它生成下一个快速播放的视频 (asciinema link)：>
还有一个使用 Unicode 字符绘制漂亮的箭头和线条的版本，它显示了更密集的树，使用更多的数字进行搜索（下载代码 here 或 Try it online），你得到下一个视频 (asciinema link)，在浏览器的新标签页/窗口中打开下一个视频图像，可以看到更好更大的视频：
另外一项试验是为了制作更高级的代码和可视化。现在是两级可视化，前半步垂直绘制，其余步骤水平绘制。这样做是为了获得更高的图像密度，将更多数字放在控制台屏幕上。
像往常一样，下载代码 here 和/或 Try it online here。结果视频如下（加上 asciinema link）：
您可以在项目中使用 django 框架。
- 在前端提供一个包含两个字段的表单
- 数组本身
- 要在数组中搜索的值
- 在提交表单时获取值并对输入值应用二分搜索算法。
- 在界面上显示结果
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