C++ Algorithm lower_bound()用法及代碼示例

C++ 算法 lower_bound() 函數是二分查找的版本。此函數用於返回一個迭代器，該迭代器指向不小於(即大於或等於)指定值 val 的有序範圍 [first, last) 中的第一個元素。

第一個版本使用運算符來比較元素，第二個版本使用 comp 函數。

用法

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

參數

first：指向要搜索的範圍中的第一個元素的前向迭代器。

last:指向要搜索範圍中過去最後一個元素的前向迭代器。

comp: 一個用戶定義的二元謂詞函數，它接受兩個參數，如果兩個參數按順序返回真，否則返回假。它遵循嚴格的弱排序來對元素進行排序。

val：用於比較範圍內元素的下限值。

返回值

如果沒有找到這樣的元素，它返回一個迭代器，指向範圍的第一個元素，該元素不小於 val 或 last。

複雜度

平均而言，複雜性在第一個和最後一個之間的距離上是對數的：最多執行對數₂(N) + 1 元素比較其中 N = last - first。

數據競爭

訪問範圍 [first, last) 中的對象。

異常

如果元素比較或迭代器上的操作引發異常，則此函數將引發異常。

注意：無效的參數會導致未定義的行為。

例子1

讓我們看一個簡單的例子來演示 lower_bound() 的使用：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{

  vector<int> 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;
  
}

輸出：

4, pos = 2

例子2

讓我們看另一個簡單的例子：

#include <iostream>     // std::cout
#include <algorithm>    // std::lower_bound, std::upper_bound, std::sort
#include <vector>       // std::vector

using namespace std;

int main () {
  int myints[] = {10,20,30,30,20,10,10,20};
  vector<int> 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<int>::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;
}

輸出：

lower_bound at position 3
upper_bound at position 6

例子3

讓我們看另一個簡單的例子：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <vector> 

using namespace std;
 
template<class ForwardIt, class T, class Compare=less<>>
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<int> 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<int>(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;
}

輸出：

4 4 4 
4 found at index 2

示例 4

讓我們看另一個簡單的例子：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

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

int main(void) {
   vector<char> 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;
}

輸出：

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

相關用法

注：本文由純淨天空篩選整理自 C++ Algorithm lower_bound()。非經特殊聲明，原始代碼版權歸原作者所有，本譯文未經允許或授權，請勿轉載或複製。