Hat Python eine sortierte Liste?

Womit ich eine Struktur meine mit:

• O (log n) Komplexität für x.push()Operationen
• O (log n) Komplexität, um ein Element zu finden
• O (n) zu berechnende Komplexität, list(x)die sortiert wird

Ich hatte auch eine verwandte Frage zur Leistung, list(...).insert(...)die jetzt hier ist .

Die Standard-Python-Liste ist in keiner Form sortiert. Das Standard- Heapq- Modul kann verwendet werden, um O (log n) an eine vorhandene Liste anzuhängen und die kleinste in O (log n) zu entfernen, ist jedoch keine sortierte Liste in Ihrer Definition.

Es gibt verschiedene Implementierungen von ausgeglichenen Bäumen für Python, die Ihren Anforderungen entsprechen, z. B. rbtree , RBTree oder pyavl .

Gibt es einen bestimmten Grund für Ihre Big-O-Anforderungen? Oder willst du nur, dass es schnell geht? Das Sortedcontainer- Modul ist rein Python und schnell (wie bei Fast-as-C-Implementierungen wie blist und rbtree).

Der Leistungsvergleich zeigt, dass die Benchmarks schneller oder gleich dem sortierten Listentyp von blist sind. Beachten Sie auch, dass rbtree, RBTree und PyAVL sortierte Diktat- und Set-Typen bereitstellen, jedoch keinen sortierten Listentyp haben.

Wenn Leistung eine Voraussetzung ist, denken Sie immer an einen Benchmark. Ein Modul, das die Behauptung begründet, mit Big-O-Notation schnell zu sein, sollte verdächtig sein, bis es auch Benchmark-Vergleiche zeigt.

Haftungsausschluss: Ich bin der Autor des Python sortedcontainers-Moduls.

Installation:

pip install sortedcontainers

Verwendung:

>>> from sortedcontainers import SortedList
>>> l = SortedList()
>>> l.update([0, 4, 1, 3, 2])
>>> l.index(3)
3
>>> l.add(5)
>>> l[-1]
5

Obwohl ich die "großen O" -Geschwindigkeiten grundlegender Python-Listenoperationen noch nie überprüft habe, ist das bisectStandardmodul in diesem Zusammenhang wahrscheinlich auch erwähnenswert:

import bisect
L = [0, 100]

bisect.insort(L, 50)
bisect.insort(L, 20)
bisect.insort(L, 21)

print L
## [0, 20, 21, 50, 100]

i = bisect.bisect(L, 20)
print L[i-1], L[i]
## 20, 21

PS. Ah, sorry, bisectwird in der genannten Frage erwähnt. Trotzdem denke ich, dass es nicht viel schaden wird, wenn diese Informationen hier sein werden.

PPS. Und CPython-Listen sind eigentlich Arrays (nicht etwa Skiplists oder so). Nun, ich denke, sie müssen etwas Einfaches sein, aber für mich ist der Name ein bisschen irreführend.

Wenn ich mich nicht irre, wären die Halbierungs- / Listengeschwindigkeiten wahrscheinlich:

• für einen Push (): O (n) für den schlimmsten Fall;
• für eine Suche: Wenn wir die Geschwindigkeit der Array-Indizierung als O (1) betrachten, sollte die Suche eine O (log (n)) -Operation sein;
• für die Listenerstellung: O (n) sollte die Geschwindigkeit des Kopierens der Liste sein, andernfalls ist es O (1) für dieselbe Liste)

Upd. Lassen Sie mich nach einer Diskussion in den Kommentaren hier die folgenden SO-Fragen verknüpfen: Wie wird die Python-Liste implementiert und wie hoch ist die Laufzeitkomplexität der Python- Listenfunktionen ?

import bisect

class sortedlist(list):
    '''just a list but with an insort (insert into sorted position)'''
    def insort(self, x):
        bisect.insort(self, x)

Obwohl es (noch) keine benutzerdefinierte Suchfunktion bietet, kann das heapqModul Ihren Anforderungen entsprechen. Es implementiert eine Heap-Warteschlange mithilfe einer regulären Liste. Sie müssten Ihren eigenen effizienten Mitgliedschaftstest schreiben, der die interne Struktur der Warteschlange nutzt (dies kann in O (log n) erfolgen , würde ich sagen ...). Es gibt einen Nachteil: Das Extrahieren einer sortierten Liste hat die Komplexität O (n log n) .

Ich würde die biscectoder sortedcontainersModule verwenden. Ich bin nicht wirklich erfahren, aber ich denke, das heapqModul funktioniert. Es enthält aHeap Queue

Es ist möglicherweise nicht schwierig, eine eigene Sortierliste in Python zu implementieren. Unten finden Sie einen Proof of Concept:

import bisect

class sortlist:
    def __init__(self, list):
        self.list = list
        self.sort()
    def sort(self):
        l = []
        for i in range(len(self.list)):
            bisect.insort(l, self.list[i])
        self.list = l
        self.len = i
    def insert(self, value):
        bisect.insort(self.list, value)
        self.len += 1
    def show(self):
        print self.list
    def search(self,value):
        left = bisect.bisect_left(self.list, value)
        if abs(self.list[min([left,self.len-1])] - value) >= abs(self.list[left-1] - value):
            return self.list[left-1]
        else:
            return self.list[left]

list = [101, 3, 10, 14, 23, 86, 44, 45, 45, 50, 66, 95, 17, 77, 79, 84, 85, 91, 73]
slist = sortlist(list)
slist.show()
slist.insert(99)
slist.show()
print slist.search(100000000)
print slist.search(0)
print slist.search(56.7)

========= Ergebnisse ============

[3, 10, 14, 17, 23, 44, 45, 45, 50, 66, 73, 77, 79, 84, 85, 86, 91, 95, 101]

[3, 10, 14, 17, 23, 44, 45, 45, 50, 66, 73, 77, 79, 84, 85, 86, 91, 95, 99, 101]

101

3

50