ads1_2021/code/algorithms/search/jump.py

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# IMPORTS
# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

from local.maths import *;
from local.typing import *;

from code.core.log import *;
from code.algorithms.search.sequential import SequentialSearch;
from code.algorithms.methods import *;

# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# GLOBAL VARIABLES/CONSTANTS
# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

#

# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# CHECKS
# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

def preChecks(L: List[int], **_):
    assert L == sorted(L), 'Ungültiger Input: L muss aufsteigend sortiert sein!';
    assert L == sorted(list(set(L))), 'Ungültiger Input: L darf keine Duplikate enthalten!';
    return;

def postChecks(L: List[int], x: int, index: int, **_):
    value = L[index] if index >= 0 else None;
    assert value == x, 'Der Algorithmus hat versagt.';
    return;

# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
# ALGORITHM jump search
# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

@algorithmInfos(name='Sprungsuche', outputnames='index', checks=True, metrics=True, preChecks=preChecks, postChecks=postChecks)
def JumpSearchLinear(L: List[int], x: int, m: int) -> int:
    '''
    Inputs: L = Liste von Zahlen, x = Zahl, [u, v] = Suchinterval.

    Annahmen:
    - L sei aufsteigend sortiert.
    - L enthält keine Duplikate.

    Outputs: Position von x in L, sonst −1 wenn x nicht in L.
    '''
    i = 0;
    while i*m < len(L):
        AddToCounter();
        offset = i*m;
        block = L[offset:][:m];
        elementAfterBlock = block[-1] + 1;
        if x < elementAfterBlock:
            logDebug('Element muss sich im Block {} befinden.'.format(i));
            index = SequentialSearch(L=block, x=x);
            return offset + index; # NOTE: muss wegen Offset kompensieren
        logDebug('Element befindet sich nicht im Block {}.'.format(i));
        i += 1;
    return -1;