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3.7 KiB
Python
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Python
#!/usr/bin/env python3
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# -*- coding: utf-8 -*-
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# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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# IMPORTS
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from src.local.maths import *;
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from src.local.typing import *;
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from src.core.log import *;
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from src.algorithms.search.sequential import SequentialSearch;
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from src.algorithms.methods import *;
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# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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# GLOBAL VARIABLES/CONSTANTS
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# CHECKS
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def preChecks(L: List[int], **_):
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assert L == sorted(L), 'Ungültiger Input: L muss aufsteigend sortiert sein!';
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## NOTE: nicht prüfen, ob Duplikate existieren. Das ist nur eine erwünschte aber keine notwendige Annahme.
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return;
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def postChecks(L: List[int], x: int, index: int, **_):
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if x in L:
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assert index >= 0, 'Der Algorithmus sollte nicht -1 zurückgeben.';
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assert L[index] == x, 'Der Algorithmus hat den falschen Index bestimmt.';
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else:
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assert index == -1, 'Der Algorithmus sollte -1 zurückgeben.';
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return;
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# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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# ALGORITHM jump search
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# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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@algorithmInfos(name='Sprungsuche', outputnames=['index'], preChecks=preChecks, postChecks=postChecks)
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def JumpSearchLinear(L: List[int], x: int, m: int) -> int:
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'''
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Inputs: L = Liste von Zahlen, x = Zahl, m = lineare Sprunggröße.
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Annahmen:
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- L sei aufsteigend sortiert.
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- Idealerweise: L enthält keine Duplikate.
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- Idealerweise: Abstände zw. Elementen nicht uniform.
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Outputs: Position von x in L, sonst −1 wenn x nicht in L.
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'''
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i = 0;
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while i*m < len(L):
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AddTimeCost();
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offset = i*m;
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block = L[offset:][:m];
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elementAfterBlock = block[-1] + 1;
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if x < elementAfterBlock:
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logDebug('Element muss sich im Block [{i0}, {i1}) befinden.'.format(i0 = i*m, i1 = (i+1)*m));
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index = SequentialSearch(L=block, x=x);
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if index >= 0:
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index += offset; # NOTE: muss wegen Offset kompensieren
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return index;
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logDebug('Element befindet sich nicht im im Block [{i0}, {i1}) befinden.'.format(i0 = i*m, i1 = (i+1)*m));
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i += 1;
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return -1;
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# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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# ALGORITHM jump search - exponentiell
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# ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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@algorithmInfos(name='Sprungsuche (exponentiell)', outputnames=['index'], preChecks=preChecks, postChecks=postChecks)
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def JumpSearchExponentiell(L: List[int], x: int) -> int:
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'''
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Inputs: L = Liste von Zahlen, x = Zahl.
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Annahmen:
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- L sei aufsteigend sortiert.
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- Idealerweise: L enthält keine Duplikate.
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- Idealerweise: Abstände zw. Elementen nicht uniform.
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Outputs: Position von x in L, sonst −1 wenn x nicht in L.
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'''
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i0 = 0;
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i1 = 1;
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while i0 < len(L):
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AddTimeCost();
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block = L[i0:i1];
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elementAfterBlock = block[-1] + 1;
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if x < elementAfterBlock:
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logDebug('Element muss sich im Block [{i0}, {i1}) befinden.'.format(i0 = i0, i1 = i1));
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index = SequentialSearch(L=block, x=x);
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if index >= 0:
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index += i0; # NOTE: muss wegen Offset kompensieren
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return index;
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logDebug('Element befindet sich nicht im Block [{i0}, {i1}) befinden.'.format(i0 = i0, i1 = i1));
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i0 = i1;
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i1 *= 2;
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return -1;
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