std::set，lower_bound 和 upper_bound 是如何工作的？

Question

我有这段简单的代码：

#include <iostream>
#include <set>

using std::set;

int main(int argc, char argv) {
   set<int> myset;
   set<int>::iterator it_l, it_u;
   myset.insert(10);
   it_l = myset.lower_bound(11);
   it_u = myset.upper_bound(9);

   std::cout << *it_l << " " << *it_u << std::endl;
}

这将打印 1 作为 11 的下限，并将 10 作为 9 的上限。

我不明白为什么要打印 1。我希望使用这两种方法来获取给定上限/下限的一系列值。

Answer 1

来自std::set::lower_bound上的cppreference.com：

返回值

迭代器指向第一个不小于键的元素。如果没有找到这样的元素，则返回一个过去的迭代器（请参阅end()）。

在您的情况下，由于您的集合中没有不小于（即大于或等于）11 的元素，因此将返回一个过去的迭代器并将其分配给it_l。然后在你的行中：

std::cout << *it_l << " " << *it_u << std::endl;

您正在推迟这个过去的迭代器it_l：这是未定义的行为，并且可能导致任何结果（测试中的 1、0 或其他编译器的任何其他值，或者程序甚至可能崩溃） .

您的下限应该小于或等于上限，并且您不应该在循环或任何其他测试环境之外取消引用迭代器：

#include <iostream>
#include <set>

using std::set;

int main(int argc, char argv) {
   set<int> myset;
   set<int>::iterator it_l, it_u;
   myset.insert(9);
   myset.insert(10);
   myset.insert(11);
   it_l = myset.lower_bound(10);
   it_u = myset.upper_bound(10);

    while(it_l != it_u)
    {
        std::cout << *it_l << std::endl; // will only print 10
        it_l++;
    }
}

Answer 2

这是 UB。你的it_l = myset.lower_bound(11); 返回myset.end()（因为它在集合中找不到任何东西），你没有检查它，然后你基本上打印出过去迭代器的值。

Answer 3

lower_bound() 将迭代器返回到第一个不少于 的元素。如果没有找到这样的元素，则返回 end()。

请注意，使用 end() 返回的迭代器指向集合中结束后的元素。这是标准容器的正常行为，表明出现问题。根据经验，您应该始终检查这一点并采取相应措施。

您的代码是上述情况的示例，因为集合中没有不少于 11 的元素。打印的 '1' 只是来自 end() 迭代器的垃圾值。

用下面的sn-p自己看吧：

#include <iostream>
#include <set>

using std::set;

int main(int argc, char argv) {
   set<int> myset;
   set<int>::iterator it_l, it_u;
   myset.insert(10);

   it_l = myset.lower_bound(11);
   if (it_l == myset.end()) {
       std::cout << "we are at the end" << std::endl;
   }

   it_u = myset.upper_bound(9);

   std::cout << *it_l << " " << *it_u << std::endl;
}