分享|Python `bisect.bisect_left` 函数详解
匿名用户
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2025.07.08
2025.07.08
发布于 中国

bisect.bisect_left 是 Python 标准库 bisect 模块中的一个重要函数,用于在已排序的序列中快速查找元素的插入位置。它的核心功能是维护列表的有序性,非常适合用于插入、查找等场景。

基本功能

bisect_left(a, x, lo=0, hi=len(a), *, key=None) 会在有序列表 a 中查找元素 x 应该插入的位置,返回的插入点位置是第一个不小于 x 的元素的位置(即所有在插入点左侧的元素都小于 x)。

基础用法(无key参数)

import bisect

nums = [1, 3, 5, 7, 9]

# 查找已存在元素
x = 5
pos = bisect.bisect_left(nums, x)
print(pos)  # 输出:2
# 解释:5已存在于列表中,返回其最左侧位置(索引2)

# 查找不存在元素
x = 6
pos = bisect.bisect_left(nums, x)
print(pos)  # 输出:3
# 解释:6介于5和7之间,插入后列表仍有序,位置为3

指定查找范围(lo和hi参数)

nums = [1, 3, 5, 7, 9]
x = 4

# 只在nums[1:4](即[3,5,7])中查找
pos = bisect.bisect_left(nums, x, lo=1, hi=4)
print(pos)  # 输出:2
# 解释:在子列表[3,5,7]中,4应插入在3和5之间,对应原列表索引2

复杂数据结构(使用key参数)

当列表元素是字典、对象等复杂结构时,可以使用 key 参数指定比较的字段:

students = [
    {"name": "Alice", "age": 18},
    {"name": "Bob", "age": 20},
    {"name": "Charlie", "age": 22}
]

# 按"age"字段查找插入位置
age_to_insert = 21
pos = bisect.bisect_left(students, age_to_insert, key=lambda s: s["age"])
print(pos)  # 输出:2
# 解释:21介于20和22之间,插入位置为2,保持按年龄有序

bisect_right 的区别

bisect_leftbisect_right(或简称 bisect)的主要区别在于处理重复元素时:

  • bisect_left 返回插入点位置是第一个不小于 x 的元素的位置
  • bisect_right 返回插入点位置是第一个大于 x 的元素的位置
nums = [1, 3, 3, 3, 5]

print(bisect.bisect_left(nums, 3))   # 输出:1
print(bisect.bisect_right(nums, 3))  # 输出:4

实际应用场景

  1. 维护有序列表:在插入元素时保持列表有序
  2. 快速查找:检查元素是否存在(比线性搜索更高效)
  3. 范围查询:配合其他函数实现范围查找
  4. 离散化处理:将连续值映射到离散区间
# 使用bisect_left实现高效的成员检查
def contains(a, x):
    i = bisect.bisect_left(a, x)
    return i != len(a) and a[i] == x

nums = [1, 3, 5, 7, 9]
print(contains(nums, 5))  # True
print(contains(nums, 6))  # False

bisect_left 的时间复杂度是 O(log n),比线性搜索 O(n) 高效得多,特别适合处理大型有序数据集。

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