Python 区间库 interval和intervaltree

https://github.com/AlexandreDecan/python-intervals

https://github.com/chaimleib/intervaltree

示例1：创建区间&检验左右边界值

In [22]: from interval import Interval

# 创建实例
In [23]: a = Interval(2,5)

# 左右边界是均包含在内，为全闭区间
In [24]: 2 in a
Out[24]: True

In [25]: 5 in a
Out[25]: True

 

示例2：半闭半开区间&检测闭区间边界值

# b 左闭右开
In [26]: b = Interval(2, 5, lower_closed=False)

# 打印a，b
In [29]: a
Out[29]: Interval(2, 5, lower_closed=True, upper_closed=True)

In [30]: b
Out[30]: Interval(2, 5, lower_closed=False, upper_closed=True)

# 检验a,b是否包含左边界值2
In [31]: 2 in a, 2 in b
Out[31]: (True, False)

# 检验a,b是否包含右边界值5
In [32]: 5 in a, 5 in b
Out[32]: (True, True)

 

示例3：区间合并、判断是否交叉、判断是否比邻

In [33]: c = Interval(1,3, lower_closed=False)

In [34]: d = Interval(3,5, lower_closed=False)

# 皆为左闭右开
In [35]: 1 in c, 3 in d
Out[35]: (False, False)

# 合并
In [36]: e = c.join(d)

# 合并之后检测
In [37]: 3 in e
Out[37]: True

In [39]: c
Out[39]: Interval(1, 3, lower_closed=False, upper_closed=True)

In [40]: d
Out[40]: Interval(3, 5, lower_closed=False, upper_closed=True)

# 判断是否交叉，c、d无交集
In [43]: c.overlaps(d)
Out[43]: False

# c、e有交集
In [44]: c.overlaps(e)
Out[44]: True

# e、c 反向测试
In [45]: e.overlaps(c)
Out[45]: True

# 比邻测试
In [52]: f = Interval(0, 1, upper_closed=False)

In [53]: g = Interval(1, 3, lower_closed=False)

In [54]: h = Interval(1, 3)

# 打印f、g
In [55]: f
Out[55]: Interval(0, 1, lower_closed=True, upper_closed=False)

In [56]: g
Out[56]: Interval(1, 3, lower_closed=False, upper_closed=True)

In [57]: h
Out[57]: Interval(1, 3, lower_closed=True, upper_closed=True)

# f、g不比邻
In [58]: f.adjacent_to(g)
Out[58]: False

In [59]: g.adjacent_to(f)
Out[59]: False

# f、h比邻
In [60]: f.adjacent_to(h)
Out[60]: True

# 测试具有交集的区间
In [61]: i = Interval(0,2)

# 结果不比邻
In [62]: h.adjacent_to(i)
Out[62]: False

# 测试边界相交
In [63]: j = Interval(2, 3)

# 结果不比邻
In [64]: i.adjacent_to(j)
Out[64]: False

# 从以上结果可以推断，比邻是指：1、两个区间相邻的边界值相等 2、同时这两个边界一个为开区间，一个为闭区间，即两个区间没有交集

 

注：区间解释

    数学区间是指某一范围。分类有全开区间、全闭区间、半开半闭区间、半闭半开区间。
    全开区间：表示符号为( )，指不包括端点的区间，例如(2，4)，表示实数范围内大于2小于4范围内的实数；
    全闭区间：表示符号为[ ]，指包括端点的区间，例如[2，4]，表示实数范围内大于等于2小于等于4范围内的实数；
    半开半闭区间：表示符号为( ]，指不包括最小数据的端点，而包括最大数据的端点的区间，例如(2，4]，表示实数范围内大于2小于等于4范围内的实数；
    半闭半开区间：表示符号为[ ），指包括最小数据的端点，而不包括最大数据的端点的区间，例如[2，4)，表示实数范围内大于等于2小于4范围内的实数.

[a,b]     a<=x<=b     取值包括a、b
（a,b）    a<x<b         取值不包括a、b
[a,b）    a<=x<b        取值包括a，不包括b
（a,b]    a<x<=b         取值不包括a，包括b

用法举例

不论是在Linux系统还是Windows系统上，我们都可以方便的安装pip或者easy_install库来方便的安装大多数python库，interval也不例外。
在这个库中提供了两个主要的类，分别是Interval和IntervalSet两个类。
Interval类描述了一个连续的范围区间，这个区间可以是闭、开、半闭半开、无穷的，他的区间值不一定是数字，可以包含任何的数据类型，比如字符串，时间等等，同时他和python的各种操作（<, <=, ==, >=, >等）也是兼容的。IntervalSet包含了一个或多个互不相交的Interval集合。下面的这几个例子是源码中的。

>>> volume1 = Interval.between("A", "Foe")
>>> volume2 = Interval.between("Fog", "McAfee")
>>> volume3 = Interval.between("McDonalds", "Space")
>>> volume4 = Interval.between("Spade", "Zygote")
>>> encyclopedia = IntervalSet([volume1, volume2, volume3, volume4])
>>> mySet = IntervalSet([volume1, volume3, volume4])
>>> "Meteor" in encyclopedia
True
>>> "Goose" in encyclopedia
True
>>> "Goose" in mySet
False
>>> volume2 in (encyclopedia ^ mySet)
True 

前面的三个例子比较容易理解，最后一个例子中，encyclopedia的区别就是mySet多了一个volume2，而异或就是将两个集合中相同的元素去掉，不同的元素保留，所以最后只剩下了volume2。
除了字符串，利用interval还可以很方便的处理时间，下面的例子同样来自于源码。

>>> officeHours = IntervalSet.between("08:00", "17:00")
>>> myLunch = IntervalSet.between("11:30", "12:30")
>>> myHours = IntervalSet.between("08:30", "19:30") - myLunch
>>> myHours.issubset(officeHours)
False
>>> "12:00" in myHours
False
>>> "15:30" in myHours
True
>>> inOffice = officeHours & myHours
>>> print inOffice
['08:30'..'11:30'),('12:30'..'17:00']
>>> overtime = myHours - officeHours
>>> print overtime
('17:00'..'19:30']

在前言中说道interval库可以处理IP地址，简单的列举应用如下：

# coding
r1 = IntervalSet([Interval(1, 1000), Interval(1100, 1200)])
r2 = IntervalSet([Interval(30, 50), Interval(60, 200), Interval(1150, 1300)])

r3 = IntervalSet([Interval(1000, 3000)])
r4 = IntervalSet([Interval(1000, 3000)])
r5 = IntervalSet([Interval(30000, 12000)])

print (r3 - r4), (r4 - r3), r3 & r4
print len(IntervalSet.empty())

if r3 & r4 == r4:
    print 'yes'

print r3 & r4
if (r3 - r4).empty():
   print "true"
print (r3 - r4).empty()

# output
<Empty> <Empty> [1000..3000]
0
yes
[1000..3000]
<Empty>

常用方法

• interval对象初始化参数（lower_bound=-Inf, upper_bound=Inf, **kwargs）三个boolean参数closed,lower_closed,upper_closed分表表示全闭，左闭右开，左开右闭。比如：r = Interval(upper_bound=62, closed=False)
• between(a, b, closed=True)：返回以a和b为界的区间
• less_than(a)：小于a的所有值构成interval，类似的还有less_than_or_equal_to，greater_than，greater_than_or_equal_to函数
• join(other)：将两个连续的intervals组合起来
• overlaps(other)：两个区间是否有重叠
• adjacent_to(other)：两个区间是否不重叠的毗邻

参考地址

Python 区间库 interval：https://blog.csdn.net/huiyanshizhu/article/details/97932768

python强大的区间处理库interval用法介绍 ：https://www.cnblogs.com/cotyb/p/5256303.html