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📜  C++ STL-algorithm.lower_bound()函数

📅  最后修改于: 2020-10-17 06:10:31             🧑  作者: Mango

C++ STL algorithm.lower_bound()

C++ STL algorithm.lower_bound()函数是二进制搜索的版本。此函数用于返回一个迭代器，该迭代器在不小于(即大于或等于)指定值val的有序范围内(第一个，最后一个)指向第一个元素。

第一个版本使用运算符<比较元素，第二个版本使用comp函数。

句法

default (1)       template 
                           ForwardIterator lower_bound (ForwardIterator first, ForwardIterator last,
                               const T& val);
 
custom (2)      template 
                         ForwardIterator lower_bound (ForwardIterator first, ForwardIterator last,
                               const T& val, Compare comp);

参数

first：指向要搜索范围内第一个元素的前向迭代器。

last：一个正向迭代器，指向要搜索范围内的过去最后一个元素。

comp：用户定义的二进制谓词函数，该函数接受两个参数，如果两个参数顺序正确，则返回true，否则返回false。它遵循严格的弱排序来对元素进行排序。

val：下限值，用于比较范围内的元素。

返回值

它返回一个迭代器，该迭代器指向不小于val的范围的第一个元素；如果找不到该元素，则返回last。

复杂度

平均而言，复杂度是first和last之间的距离的对数：最多执行log2(N)+ 1个元素比较，其中N = last-first。

数据竞争

访问范围为[first，last)的对象。

异常处理

如果元素比较或迭代器上的操作引发异常，则此函数引发异常。

注意：无效的参数会导致未定义的行为。

例子1

让我们看一个简单的例子来演示lower_bound()的用法：

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{

  vector v = {3, 1, 4, 6, 5};


  decltype(v)::iterator it = lower_bound(v.begin(), v.end(), 4);

  cout << *it << ", pos = " << (it - v.begin()) << endl;
  return 0;
  
}

输出：

4, pos = 2

例子2

让我们看另一个简单的例子：

#include      // std::cout
#include     // std::lower_bound, std::upper_bound, std::sort
#include        // std::vector

using namespace std;

int main () {
  int myints[] = {10,20,30,30,20,10,10,20};
  vector v(myints,myints+8);           // 10 20 30 30 20 10 10 20

  sort (v.begin(), v.end());                // 10 10 10 20 20 20 30 30

  vector::iterator low,up;
  low=lower_bound (v.begin(), v.end(), 20); //          ^
  up= upper_bound (v.begin(), v.end(), 20); //                   ^

  cout << "lower_bound at position " << (low- v.begin()) << '\n';
  cout << "upper_bound at position " << (up - v.begin()) << '\n';

  return 0;
}

输出：

lower_bound at position 3
upper_bound at position 6

例子3

让我们看另一个简单的例子：

#include 
#include 
#include 
#include  

using namespace std;
 
template>
ForwardIt binary_find(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value, Compare comp={})
{
    // Note: BOTH type T and the type after ForwardIt is dereferenced 
    // must be implicitly convertible to BOTH Type1 and Type2, used in Compare. 
    // This is stricter than lower_bound requirement (see above)
 
    first = lower_bound(first, last, value, comp);
    return first != last && !comp(value, *first) ? first: last;
}

int main() 
{
    vector data = { 1, 1, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 5, 5, 6 };
 
    auto lower = lower_bound(data.begin(), data.end(), 4);
    auto upper = upper_bound(data.begin(), data.end(), 4);
 
    copy(lower, upper, ostream_iterator(cout, " "));
 
    cout << '\n';
 
    // classic binary search, returning a value only if it is present
 
    data = { 1, 2, 4, 6, 9, 10 }; 
 
    auto it = binary_find(data.cbegin(), data.cend(), 4); //< choosing '5' will return end()
 
    if(it != data.cend())
      cout << *it << " found at index "<< distance(data.cbegin(), it);
 
    return 0;
}

输出：

4 4 4 
4 found at index 2

例子4

让我们看另一个简单的例子：

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

bool ignore_case(char a, char b) {
   return(tolower(a) == tolower(b));
}

int main(void) {
   vector v = {'A', 'b', 'C', 'd', 'E'};
   auto it = lower_bound(v.begin(), v.end(), 'C');

   cout << "First element which is greater than \'C\' is " << *it << endl;

   it = lower_bound(v.begin(), v.end(), 'C', ignore_case);

   cout << "First element which is greater than \'C\' is " << *it << endl;

   it = lower_bound(v.begin(), v.end(), 'z', ignore_case);

   cout << "All elements are less than \'z\'." << endl;

   return 0;
}

输出：

First element which is greater than 'C' is b
First element which is greater than 'C' is d
All elements are less than 'z'.