`find_if` 的二进制搜索等效项答案

【问题标题】：Binary search equivalent for `find_if``find_if` 的二进制搜索等效项
【发布时间】：2014-11-23 20:40:51
【问题描述】：

假设一个容器（在本例中是一个普通数组）存储类似的元素

struct Foo
    {
    char id[8];
    // other members
    };

现在我想找到一个Foo，其 id 以特定字符串 S 开头。由于数组是按id排序的，所以我想使用二进制搜索，所以我寻找一个与find_if具有相同接口的执行二进制搜索的函数。 STL中是否有这样的功能，是否可以使用algorithm中的其他元素来构造，还是需要我自己实现。

【问题讨论】：

find_if 的接口对于二分查找是没用的。如果是比赛，那就太好了。但是如果谓词说它不匹配，那么搜索应该在当前点之前还是之后寻找呢？
还有明智的方向吗？假设条件是isPrime(int x)，第一个值x 是100。现在呢？
可能不是完全相同的接口，而是返回一个int指示方向。

标签： c++ stl stl-algorithm

【解决方案1】：

您正在寻找std::lower_bound、std::upper_bound 和std::equal_range，它们接受输入范围、搜索值和可选比较器，并要求根据比较器对范围进行排序。

对于您的具体示例，我将使用 std::lexicographical_compare 作为比较器：

#include <algorithm>
#include <iterator>

struct IdCmp
{
  bool operator()(const Foo & lhs, const Foo & rhs) const
  {
    return std::lexicographical_compare(std::begin(lhs.id), std::end(lhs.id),
                                        std::begin(rhs.id), std::end(rhs.id));
  }
};

int main()
{
  Foo a[100];           // populate
  Foo b = make_needle();

  auto p = std::equal_range(std::begin(a), std::end(a), b, IdCmp());

  /* The elements with key equal to that of b are in [p.first, p.second). */
}

如果您希望能够直接搜索字符串，您的比较器需要可以通过一个Foo 参数和一个字符串参数进行异构调用。例如：

struct IdCmp
{
  bool operator()(const Foo & lhs, const Foo & rhs) const
  {
    return std::lexicographical_compare(std::begin(lhs.id), std::end(lhs.id),
                                        std::begin(rhs.id), std::end(rhs.id));
  }

  bool operator()(const Foo & lhs, const char * id) const
  {
    return std::lexicographical_compare(std::begin(lhs.id), std::end(lhs.id),
                                        id, id + 8);
  }

  bool operator()(const char * id, const Foo & rhs) const
  {
    return std::lexicographical_compare(id, id + 8,
                                        std::begin(rhs.id), std::end(rhs.id));
  }
};

现在你可以搜索了：

std::lower_bound(std::begin(a), std::end(a), "ABCD1234", IdCmp())

【讨论】：

使用id + strlen(id) 作为lexicographical_compare 的第二个参数可能更安全。但是 +1 是一个很好的答案
@Fiktik：它也更慢。我想过将参数声明为const char (&id)[8]。如果需要任意以 null 结尾的字符串，最好实现自己的单遍算法。
@KerrekSB 我只想查看字符串的开头，所以这种方法并不能完全解决问题。

【解决方案2】：

我相信您正在寻找std::binary_search 或std::lower_bound。

【讨论】：