Python中实现二分查找的函数

二分查找，又称折半查找，是一种高效的查找算法。它的基本思想是将查找区间不断折半，逐步缩小查找范围，直到找到目标值为止。二分查找算法的时间复杂度为O(log n)，是一种常用的算法。

Python中实现二分查找的函数，可以在列表中查找指定元素的位置，也可以判断一个元素是否在列表中出现。

下面是Python实现二分查找函数的代码：

def binary_search(arr, target):
    """
    实现二分查找的函数
    :param arr: 有序列表
    :param target: 查找目标值
    :return: 目标值所在的位置，如果没有找到返回-1
    """
    low, high = 0, len(arr) - 1
    while low <= high:
        mid = (low + high) // 2
        if arr[mid] == target:
            return mid
        elif arr[mid] < target:
            low = mid + 1
        else:
            high = mid - 1
    return -1

上述代码中，函数binary_search接受两个参数，一个是有序列表arr，一个是查找目标值target。函数使用两个变量low和high表示查找区间的左右端点。通过不断折半缩小查找区间，最终可以找到目标值的位置。如果目标值不在列表中，函数返回-1。

实现二分查找的关键在于不断缩小查找区间。具体实现中，通过计算中间位置mid，判断目标值在左半边还是右半边，然后更新查找区间的左右边界。

下面是一个例子，展示如何使用上述函数在一个有序列表中查找指定元素的位置。

# 使用二分查找在列表中查找元素的位置
arr = [1, 3, 5, 7, 9]
target = 5
pos = binary_search(arr, target)
print("元素 %d 在列表中的位置是 %d" % (target, pos))

输出结果为：

元素 5 在列表中的位置是 2

上述代码中，arr是一个有序列表，target是要查找的元素。通过调用binary_search函数，可以得到元素在列表中的位置。结果表明，元素5在列表中的位置是2。

除了查找元素的位置，使用二分查找还可以判断一个元素是否在列表中出现。下面是一个例子，展示如何使用上述函数判断一个数是否在一个有序列表中。

# 使用二分查找判断元素是否在列表中出现
arr = [1, 3, 5, 7, 9]
target = 8
pos = binary_search(arr, target)
if pos == -1:
    print("元素 %d 不在列表中出现" % target)
else:
    print("元素 %d 在列表中的位置是 %d" % (target, pos))

输出结果为：

元素 8 不在列表中出现

上述代码中，arr是一个有序列表，target是要查找的元素。通过调用binary_search函数，可以判断元素是否在列表中出现。结果表明，元素8不在列表中出现。

综上所述，Python实现二分查找的函数是一种简单而常用的算法，可以高效地查找一个元素是否在一个有序列表中出现，或者查找指定元素在列表中的位置。可以使用上述函数，快速解决一些常见的查找问题。