python มีรายการเรียงลำดับหรือไม่?

โดยฉันหมายถึงโครงสร้างที่มี:

• O (log n) ความซับซ้อนสำหรับx.push()การดำเนินการ
• O (log n) ความซับซ้อนในการค้นหาองค์ประกอบ
• O (n) ความซับซ้อนในการคำนวณlist(x)ซึ่งจะเรียงลำดับ

ฉันยังมีคำถามที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับประสิทธิภาพของlist(...).insert(...)ซึ่งขณะนี้ที่นี่

รายการ Python มาตรฐานไม่ได้จัดเรียงในรูปแบบใด ๆ โมดูลheapqมาตรฐานสามารถใช้เพื่อผนวก O (log n) เข้ากับรายการที่มีอยู่และลบรายการที่เล็กที่สุดใน O (log n) ได้ แต่ไม่ใช่รายการที่เรียงลำดับในคำจำกัดความของคุณ

มีการใช้งานต่างๆของต้นไม้สมดุลสำหรับงูหลามที่ตอบสนองความต้องการของคุณเช่นrbtree , RBTreeหรือpyavl

มีเหตุผลเฉพาะสำหรับข้อกำหนดขนาดใหญ่ของคุณหรือไม่? หรือคุณแค่อยากให้มันเร็ว? sortedcontainersโมดูลบริสุทธิ์หลามและรวดเร็ว (ในขณะที่การใช้งานอย่างรวดเร็วเป็น-C เช่น BLIST และ rbtree)

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการแสดงมันเร็วขึ้นหรือมาตรฐานในหุ้นที่มีรายการประเภท BLIST เรียง โปรดทราบว่า rbtree, RBTree และ PyAVL มีการจัดเรียง dict และประเภทการตั้งค่า แต่ไม่มีประเภทรายการที่เรียงลำดับ

หากประสิทธิภาพเป็นสิ่งจำเป็นอย่าลืมเปรียบเทียบเสมอ โมดูลที่ยืนยันการอ้างสิทธิ์ว่ารวดเร็วด้วยสัญลักษณ์ Big-O ควรต้องสงสัยจนกว่าจะแสดงการเปรียบเทียบมาตรฐานด้วย

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ:ฉันเป็นผู้เขียนโมดูล Python sortedcontainers

การติดตั้ง:

pip install sortedcontainers

การใช้งาน:

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

แม้ว่าฉันจะยังไม่เคยตรวจสอบความเร็ว "big O" ของการดำเนินการรายการ Python พื้นฐาน แต่bisectโมดูลมาตรฐานก็น่าจะกล่าวถึงในบริบทนี้เช่นกัน:

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 อ๊ะขออภัยbisectมีการกล่าวถึงในคำถามที่อ้างถึง แต่ฉันคิดว่ามันจะไม่เป็นอันตรายมากนักหากข้อมูลนี้จะอยู่ที่นี่)

PPS และรายการ CPython เป็นอาร์เรย์จริงๆ (ไม่ใช่เช่น skiplists หรืออื่น ๆ ) ฉันเดาว่าพวกเขาต้องเป็นอะไรที่เรียบง่าย แต่สำหรับฉันแล้วชื่อนั้นทำให้เข้าใจผิดเล็กน้อย

ดังนั้นถ้าฉันจำไม่ผิดความเร็วทวิภาค / รายการอาจเป็น:

• สำหรับ push (): O (n) สำหรับกรณีที่เลวร้ายที่สุด;
• สำหรับการค้นหา: ถ้าเราพิจารณาความเร็วของการสร้างดัชนีอาร์เรย์เป็น O (1) การค้นหาควรเป็นการดำเนินการ O (log (n))
• สำหรับการสร้างรายการ: O (n) ควรเป็นความเร็วในการคัดลอกรายการมิฉะนั้นจะเป็น O (1) สำหรับรายการเดียวกัน)

UPD หลังจากการอภิปรายในความคิดเห็นให้ฉันเชื่อมโยงคำถาม SO เหล่านี้ที่นี่: รายการของ Python ถูกนำไปใช้อย่างไรและความซับซ้อนของรันไทม์ของฟังก์ชันรายการไพ ธ อนคืออะไร

import bisect

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

แม้ว่าจะไม่มี (ยัง) ให้ฟังก์ชันการค้นหาแบบกำหนดเอง แต่heapqโมดูลอาจเหมาะกับความต้องการของคุณ ดำเนินการฮีปคิวโดยใช้รายการปกติ คุณต้องเขียนการทดสอบการเป็นสมาชิกที่มีประสิทธิภาพของคุณเองซึ่งใช้ประโยชน์จากโครงสร้างภายในของคิว (ซึ่งสามารถทำได้ในO (log n)ฉันจะบอกว่า ... ) มีหนึ่งข้อเสียคือ: การแยกรายการที่เรียงลำดับมีความซับซ้อนO (n log n)

ฉันจะใช้โมดูลbiscectหรือ sortedcontainersฉันไม่ค่อยมีประสบการณ์ แต่ฉันคิดว่าheapqโมดูลนี้ใช้งานได้ ประกอบด้วยไฟล์Heap Queue

การติดตั้ง sortlist ของคุณเองบน Python อาจไม่ใช่เรื่องยาก ด้านล่างนี้เป็นข้อพิสูจน์แนวคิด:

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)

========= ผลลัพธ์ ============

[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