Python实现二分查找的函数

二分查找（Binary Search）是一种常用的搜索算法，也叫折半查找，在已排序的数组中，采用二分思想，将数组按照中间值分为左右两部分，不断缩小搜索范围，最终搜索到目标元素，时间复杂度为O(log n)。

Python实现二分查找的函数，需要以下几个步骤：

1. 设定搜索范围

假设要搜索的数组为data，需要在该数组中查找目标元素target。为了方便，我们设定左边界为0，右边界为数组长度减1，即left = 0，right = len(data)-1。

2. 循环查找

采用while循环进行查找，不断将搜索范围缩小到左右边界相等或交叉，当left>right时，说明找不到目标元素。

3. 计算中间值

中间值mid的计算式为mid = (left+right)//2，即将左右边界相加除以2。需要注意的是，这里要使用整除符号//，否则mid的类型为浮点数。

4. 判断目标元素在左侧还是右侧

若目标元素小于中间值，则在左侧继续搜索，将右边界变为mid-1；若目标元素大于中间值，则在右侧继续搜索，将左边界变为mid+1；若目标元素等于中间值，则找到了目标元素，直接返回mid。

5. 返回搜索结果

若循环结束后仍未找到目标元素，说明目标元素不存在，返回-1。

下面是Python实现二分查找的函数示例代码：

def binary_search(data, target):
    left, right = 0, len(data)-1
    while left <= right:
        mid = (left + right) // 2
        if data[mid] == target:
            return mid
        elif data[mid] < target:
            left = mid + 1
        else:
            right = mid - 1
    return -1

该函数接收两个参数，data为已排序的数组，target为要查找的目标元素。函数返回目标元素在数组中的下标，若不存在返回-1。

下面是该函数的使用示例：

data = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
target = 6
index = binary_search(data, target)
print(index)  # 输出：5

该示例中，目标元素为6，查找结果应该为下标为5的元素，运行结果与预期相符。

总结：Python实现二分查找的函数是一种高效的搜索算法，它可以在已排序的数组中快速查找目标元素，时间复杂度为O(log n)。在编写二分查找函数时，需要注意左右边界的设置、循环条件的判断、中间值的计算以及目标元素在左侧或右侧的判断，合理使用二分查找可以提高代码效率。