如何对 std::map 中的部分键进行二进制搜索？答案

【问题标题】：How can I do a binary search on a part of the keys in a std::map?如何对 std::map 中的部分键进行二进制搜索？
【发布时间】：2014-04-16 22:59:55
【问题描述】：

我有一张数据地图；关键是std::string。我想对它进行二分查找，但我不能只使用std::map::find()，因为我只会提供一部分密钥。

假设我有一张包含以下键的地图：

["abc"] -> ...
["efg"] -> ...
["ijk"] -> ...
["iik"] -> ...

我想通过这个搜索，假设只提供"i"，搜索应该返回：

["ijk"] -> ..., ["iik"] -> ...

这可能吗？我曾尝试使用迭代器来执行此操作，但失败了，因为我不能将它们视为索引。

注意：由于其他原因，我将数据保存在地图中，因此我不想将其更改为不同的数据结构。

【问题讨论】：

像往常一样，通过一个小代码示例展示您实际尝试过的内容！

标签： c++ c++11 dictionary containers binary-search

【解决方案1】：

这是可能的，但您实际上不需要对数据进行二进制搜索。

您可以使用lower_bound 查找第一个元素，然后推进生成的迭代器，直到您的键不再符合您的条件，将它们存储在<vector> 或类似容器中以将它们全部返回。

【讨论】：

lower_bound 是二分搜索 :)
我想把二分搜索看作是一个实现细节:)
好的，从技术上讲，“二分搜索”这个词不在标准中；我会给你那个。但考虑到对该功能的要求，它真的不可能是别的。
虽然std::map 通常是使用红黑（二进制）树实现的，但我看不出map 必须是二进制 树的充分理由。
可能想提一下is_transparent，这可以使某些类型更高效和/或实用。

【解决方案2】：

map::lower_bound() 会在这里为您提供帮助。

【讨论】：

【解决方案3】：

根据lccarrasco 和Michael Burr 的建议，我基于map::lower_bound() 构建了一个解决方案。此函数为您要查找的地图中的第一个元素提供了一个迭代器。该函数执行二进制搜索，因为它的复杂度是对数大小。

然后，只要您要查找的字符串是映射中值的前缀，您就必须推进提供的迭代器。 One way 这样做是使用string::compare()。

为了清楚起见，我选择了int 作为您地图的值。请用您的数据类型替换它。总而言之，代码如下：

int main() {
    std::map <std::string, int> myMap{ {"abc", 1}, {"efg", 2}, {"ijk", 3}, {"iik", 4} };
    std::string prefix("i");

    for (auto it = myMap.lower_bound(prefix); it != std::end(myMap) && it->first.compare(0, prefix.size(), prefix) == 0; ++it)
        std::cout << it->first << " -> " << it->second << std::endl;

    return 0;
}

输出：

iik -> 4
ijk -> 3

Code on Ideone

【讨论】：