[파이썬] 순차 탐색과 이진 탐색

[순차 탐색이란 ?]

순차 탐색(Sequential Search)이란 리스트 안에 있는 특정한 데이터를 찾기 위해 앞에서부터 데이터를 하나씩 차례대로

 

확인하는 방법이다. 보통 정렬되지 않은 리스트에서 데이터를 찾아야 할 때 사용하며, 리스트 내에 데이터가 아무리

 

많아도 시간만 충분하다면 항상 원하는 원소를 찾을 수 있다는 장점이 있다.

 

[순차 탐색 예제]

def sequential_search(n, target, arr) :
  for i in range(n) :
    if arr[i] == target :
      return i + 1

print("생성할 원소 개수를 입력한 다음 한 칸 띄고 찾을 문자열을 입력하세요.")
data = input().split()
n = int(data[0])
target = data[1]

print("앞서 적은 원소 개수만큼 문자열을 입력하세요.")
arr = input().split()

print(sequential_search(n, target, arr))

 

먼저 생성할 원소 개수를 입력한 다음 한 칸 띄고 찾을 문자열을 입력한다. 

 

변수 n에 원소의 개수를 할당하고 변수 target에는 찾고자 하는 문자열을 할당한다.

 

그 후 앞서 적은 원소 개수만큼 문자열을 입력하고 구분은 띄어쓰기 한 칸으로 한다.

 

최종적으로 데이터들을 sequential_search( ) 메소드에 전달하여 순차 탐색 수행 결과를 출력한다.

 

sequential_search( ) 메소드에서는 각 원소를 하나씩 확인하여 만약 현재의 원소가 찾고자 하는 원소와 동일한 경우에

 

현재의 위치를 반환한다. 반환 시 1을 증가시켜 반환하는 이유는 인덱스가 0부터 시작하기 때문이다.

 

[이진 탐색이란 ?]

이진 탐색(Binary Search)이란 배열 내부의 데이터가 정렬되어 있어야만 사용할 수 있으며, 이미 정렬되어 있다면 매우

 

빠르게 데이터를 찾을 수 있다는 특징을 가진 알고리즘이다. 또한, 이진 탐색은 탐색 범위를 절반씩 좁혀가며

 

데이터를 탐색한다는 특징이 있다. 탐색 범위를 절반씩 좁혀가며 데이터를 탐색할 때는 탐색하고자 하는 범위의

 

시작점과 끝점, 그리고 중간점을 사용하는데, 찾으려는 데이터와 중간점 위치에 있는 데이터를 반복적으로 비교하여

 

원하는 데이터를 찾는 방식이다.

 

[이진 탐색 예제 - 재귀적 구현]

def binary_search(arr, target, start, end) :
  if start > end :
    return None
  mid = (start+end) // 2

  if arr[mid] == target:
    return mid
  elif arr[mid] > target :
    return binary_search(arr, target, start, mid-1)
  else :
    return binary_search(arr, target, mid+1, end)

n, target = list(map(int, input().split()))

arr = list(map(int, input().split()))

result = binary_search(arr, target, 0, n-1)
if result == None :
  print("원소가 존재하지 않습니다.")
else :
  print(result+1)

 

변수 n에 원소의 개수를 할당하고 변수 target에 찾고자 하는 문자열을 입력받는다.

 

또한, 리스트 arr 에는 전체 원소를 입력받고 binary_search( ) 메소드를 통해 이진 탐색을 수행하여 결과를 출력한다.

 

binary_search( ) 메소드에서는 재귀적으로 호출하여 반복하는데, 범위를 반으로 나눠 만약 중간점 인덱스가 찾고자 하는

 

값일 경우 그대로 중간점 인덱스를 반환하고 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 작은 경우에는 왼쪽을 확인한다.

 

반대로 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 큰 경우에는 오른쪽을 확인할 수 있도록 한다.

 

[이진 탐색 예제 - 반복문 구현]

def binary_search(arr, target, start, end) :
  while start <= end :
    mid = (start+end) // 2
    
    if arr[mid] == target :
      return mid
    elif arr[mid] > target :
      end = mid - 1
    else :
      start = mid + 1
  return None

n, target = list(map(int, input().split()))

arr = list(map(int, input().split()))

result = binary_search(arr, target, 0, n-1)
if result == None :
  print("원소가 존재하지 않습니다.")
else :
  print(result+1)

 

이진 탐색 예제를 반복문으로 구현하면 위와 같다.

 

메소드 내부를 살펴보면 while 문을 통해 반복하고, 찾고자 하는 값을 찾은 경우에 중간점 인덱스를 반환하고

 

만약 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 작은 경우에는 왼쪽을, 중간점의 값보다 찾고자 하는 값이 큰 경우에는 오른쪽을

 

확인할 수 있도록 한다.

 

[파이썬 이진 탐색 라이브러리]

1. bisect_left(a, x) : 정렬된 순서를 유지하면서 배열 a에 x를 삽입할 가장 왼쪽 인덱스를 반환한다.

 

2. bisect_right(a, x) : 정렬된 순서를 유지하면 배열 a에 x를 삽입할 가장 오른쪽 인덱스를 반환한다.

bisect_left() & bisect_right()

 

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출처

이것이 코딩 테스트다 with 파이썬 - 나동빈 저