lower_bound 执行二分查找答案

【问题标题】：lower_bound to perform binary searchlower_bound 执行二分查找
【发布时间】：2015-05-20 14:12:26
【问题描述】：

这里我使用std::lower_bound() 创建了一个二分查找函数。如下所示。如果我通过std::pair，这工作正常，但是我只想对pair 的第一个值执行二进制搜索。我认为在lower_bound() 的Comp 参数中可以做到这一点，但不完全确定如何。

即我的向量如下所示。

std::vector<std::pair<int,double>> v;

我只想比较第一个值，即int。

template<class ForwardIt, class T>
ForwardIt binary_searcht(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value)
{
    ForwardIt i = std::lower_bound(first, last, value);
    if (i != last && !(value < *i))
        return i;
    else
        return last;

}

【问题讨论】：

在类型已知的情况下，为什么要将函数定义为模板？这只会使问题复杂化。
@MarkRansom 因为我需要返回一个迭代器。正常二进制搜索返回一个布尔值
几个注意事项：1) lower_bound 期望 vector 预先排序（匹配比较函数），2) 标准库支持比较 pairs - a < b if a.first < b.first 或 a.first == b.first && a.second < b.second - 因此您可以使用 i = std::lower_bound(first, last, { value.first, std::numeric_limits<double>::min() }); 而不定义自己的比较（但我怀疑它会被 NaN 抛出）。

标签： c++ binary-search

【解决方案1】：

您需要像在std::lower_bound 中那样将比较类添加到您的函数中：

template<class ForwardIt, class T, class Compare>
ForwardIt binary_searcht(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value, Compare cmp)
{
    ForwardIt i = std::lower_bound(first, last, value, cmp);
    if (i != last && !cmp(value, *i))
        return i;
    else
        return last;

}

typedef std::pair<int,double> mypair;
std::vector<mypair> v;
auto f = binary_searcht( v.begin(), v.end(), value, 
    []( const mypair &p1, const mypair &p2 ) { return p1.first < p2.first; } );

【讨论】：

【解决方案2】：

std::lower_bound的第二个定义是：

template< class ForwardIt, class T, class Compare >
ForwardIt lower_bound( ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value, Compare comp );

因此，您可以编写自己的比较对的函数并使用它。您的模板函数将如下所示：

template<class ForwardIt, class T, class Compare>
ForwardIt binary_searcht(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value, Compare comp)
{
    ForwardIt i = std::lower_bound(first, last, value, comp);
    if (i != last && !(value < *i))
        return i;
    else
        return last;
}

而且，如果你想将它用于std::vector< std::pair<int,double> >的元素，你应该这样调用它：

bool compare(std::pair<int, double> a, std::pair<int, double> b) {
    return a.first < b.first;
}
binary_searcht(v.begin(), v.end(), value, compare);

或者，如果你想拥有一个干净的代码并且不想声明额外的函数，那么以极客 -std=c++11 的方式使用 lambda 表达式：

typedef std::pair<int, double> tuple2;
auto result = binary_searcht(v.begin(), v.end(), 
    [](tuple2 &a, tuple2 &b) { return a.first < b.first; } );

【讨论】：

@TonyD 哦，感谢您的建议，我已将名称编辑为 tuple2。
感谢这一点，我唯一需要做的改变是我必须做!((value.first < i))，因为我只想考虑第一个值/

【解决方案3】：

使用自定义比较函数comp并与std::lower_bound一起使用

bool comp( std::pair<int , double> &x , std::pair<int , double> &y)
{
     return x.second < y.second;
}
std::lower_bound(v.begin(),v.end(),value, comp);

【讨论】：

有独立函数std::lower_bound，为什么说他要创建std::set？
@Slava 我提到了std::set:lower_bound 的页面并感到困惑。更正了答案。