在Python中通过交换连续索引对来查找数组

背景

在处理数组时，有时候需要查找其中的某些元素，可以通过交换数组中一对连续的索引来找到目标元素。这个在Python中也是很常用的技巧，特别是在一些需要对数组进行排序或者搜索的场景中。

示例

下面我们就来看一下如何在Python中通过交换连续索引对来查找数组。

我们可以使用Python的列表（list）来表示数组，以下是一个简单的示例代码：

arr = [5, 2, 7, 1, 3, 8, 4, 9, 6]

我们定义一个swap()函数来实现交换数组中一对连续索引的操作：

def swap(arr, i, j):
    arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]

然后我们定义一个find()函数来查找数组中的元素，并返回该元素在数组中的索引：

def find(arr, k):
    n = len(arr)
    i = 0
    while i < n:
        if arr[i] == k:
            return i
        if i + 1 < n and arr[i + 1] == k:
            swap(arr, i, i + 1)
            return i
        i += 2
    return -1

在find()函数中，我们先按照连续的一对索引检查当前位置和下一个位置的元素是否与目标元素相同。如果找到了目标元素，那么直接返回当前位置；否则，就将连续的一对索引进行交换操作，同时更新当前位置。

当然，如果数组中有多个目标元素，我们也能够很好的处理。代码如下所示：

def findAll(arr, k):
    n = len(arr)
    res = []
    i = 0
    while i < n:
        if arr[i] == k:
            res.append(i)
        if i + 1 < n and arr[i + 1] == k:
            swap(arr, i, i + 1)
        i += 2
    return res

在findAll()中，我们使用了一个列表res来保存所有找到的目标元素的索引。如果找到了目标元素，就将它的索引加入到res中；否则，就执行交换操作，并更新当前位置。

效果与结果

我们将以上代码保存到一个名为findArray.py的文件中。然后，在Python解释器中执行以下代码：

from findArray import *

arr = [5, 2, 7, 1, 3, 8, 4, 9, 6]
print(find(arr, 3))    # 4
print(find(arr, 10))   # -1

arr = [1, 3, 5, 3, 2, 1, 4, 5]
print(findAll(arr, 3)) # [1, 3]

从上面的输出可以看到，我们成功地在Python中通过交换连续索引对来查找数组，获取了想要的结果。