std::upper_bound

来自cppreference.com
< cpp‎ | algorithm
 
 
算法库
受约束算法及范围上的算法 (C++20)
受约束算法: std::ranges::copy, std::ranges::sort, ...
执行策略 (C++17)
不修改序列的操作
(C++11)(C++11)(C++11)
(C++17)
修改序列的操作
未初始化存储上的操作
划分操作
排序操作
(C++11)
二分搜索操作
upper_bound
集合操作(在已排序范围上)
堆操作
(C++11)
最小/最大操作
(C++11)
(C++17)

排列
数值运算
C 库
 
定义于头文件 <algorithm>
(1)
template< class ForwardIt, class T >
ForwardIt upper_bound( ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value );
(C++20 前)
template< class ForwardIt, class T >
constexpr ForwardIt upper_bound( ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value );
(C++20 起)
(2)
template< class ForwardIt, class T, class Compare >
ForwardIt upper_bound( ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value, Compare comp );
(C++20 前)
template< class ForwardIt, class T, class Compare >
constexpr ForwardIt upper_bound( ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value, Compare comp );
(C++20 起)

返回指向范围 [first, last) 中首个大于 value 的元素的迭代器,或若找不到这种元素则返回 last

范围 [first, last) 必须已相对于表达式 !(value < element)!comp(value, element) 划分,即所有令此表达式为 true 的元素必须前趋所有令此表达式为 false 的元素。完全排序的范围满足此判别标准。

第一版本用 operator< 比较元素,第二版本用给定的比较函数 comp

参数

first, last - 要检验的元素范围
value - 要与元素比较的值
comp - 若第一参数小于(即先序于)第二个则返回 ​true 的二元谓词。

谓词函数的签名应等价于如下:

 bool pred(const Type1 &a, const Type2 &b);

虽然签名不必有 const & ,函数也不能修改传递给它的对象,而且必须接受(可为 const 的)类型 Type1Type2 的值,无关乎值类别(从而不允许 Type1 & ,亦不允许 Type1 ,除非 Type1 的移动等价于复制 (C++11 起))。
类型 Type1 必须使得 T 类型的对象能隐式转换到 Type1 。类型 Type2 必须使得 ForwardIt 类型的对象能在解引用后隐式转换到 Type2 。 ​

类型要求
-
ForwardIt 必须满足老式向前迭代器 (LegacyForwardIterator) 的要求。
-
Compare 必须满足二元谓词 (BinaryPredicate) 的要求。不要求满足 比较 (Compare)

返回值

指向首个大于 value 的元素的迭代器,或若找不到这种元素则为 last

复杂度

进行的比较次数与 firstlast 间的距离成对数(至多 log
2
(last - first) + O(1)
次比较)。然而,对于非老式随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) ,迭代次自增次数为线性。

可能的实现

版本一
template<class ForwardIt, class T>
ForwardIt upper_bound(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value)
{
    ForwardIt it;
    typename std::iterator_traits<ForwardIt>::difference_type count, step;
    count = std::distance(first,last);
 
    while (count > 0) {
        it = first; 
        step = count / 2; 
        std::advance(it, step);
        if (!(value < *it)) {
            first = ++it;
            count -= step + 1;
        }
        else
            count = step;
    }
    return first;
}
版本二
template<class ForwardIt, class T, class Compare>
ForwardIt upper_bound(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value, Compare comp)
{
    ForwardIt it;
    typename std::iterator_traits<ForwardIt>::difference_type count, step;
    count = std::distance(first,last);
 
    while (count > 0) {
        it = first; 
        step = count / 2;
        std::advance(it, step);
        if (!comp(value, *it)) {
            first = ++it;
            count -= step + 1;
        }
        else
            count = step;
    }
    return first;
}

示例

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::vector<int> data = { 1, 2, 4, 5, 5, 6 };
 
    for (int i = 0; i < 7; ++i) {
        // 搜索首个大于 i 的元素
        auto upper = std::upper_bound(data.begin(), data.end(), i);
 
        std::cout << i << " < ";
        if (upper != data.end())
            std::cout << *upper << " at index " << std::distance(data.begin(), upper);
        else
            std::cout << "not found";
        std::cout << '\n';
    }
}

输出:

0 < 1 at index 0
1 < 2 at index 1
2 < 4 at index 2
3 < 4 at index 2
4 < 5 at index 3
5 < 6 at index 5
6 < not found

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

DR 应用于 出版时的行为 正确行为
LWG 270 C++98 曾要求 Compare 为严格弱序 只需要划分;容许异相比较

参阅

返回匹配特定键值的元素范围
(函数模板)
返回指向第一个不小于给定值的元素的迭代器
(函数模板)
将范围中的元素分为两组
(函数模板)