第一次注意到这个问题。
cppreference 上的条目：
lower_bound
upper_bound
C++17 草案 N4659
lower_bound
template<class ForwardIterator, class T>
ForwardIterator
lower_bound(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value);
template<class ForwardIterator, class T, class Compare>
ForwardIterator
lower_bound(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value, Compare comp);
Requires: The elements e of [first, last) shall be partitioned with respect to the expression e < value or comp(e, value).
Returns: The furthermost iterator i in the range [first, last] such that for every iterator j in the
range [first, i) the following corresponding conditions hold: *j < value or comp(*j, value) != false.
upper_bound
template<class ForwardIterator, class T>
ForwardIterator
upper_bound(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value);
template<class ForwardIterator, class T, class Compare>
ForwardIterator
upper_bound(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value, Compare comp);
Requires: The elements e of [first, last) shall be partitioned with respect to the expression !(value < e) or !comp(value, e).
Returns: The furthermost iterator i in the range [first, last] such that for every iterator j in the
range [first, i) the following corresponding conditions hold: !(value < *j) or comp(value, *j) == false.
分析
为何如此设计?
这是有原因的。lower_bound 和 upper_bound 的比较函数都只能判定严格偏序。也就是说 comp(value, j) 只能判定 value < *j，而不能判定 value == *j 和 *j < value 。
如果 upper_bound 的比较函数只能判定 *j < value，那么对于一个有序的全序序列，它就无法二分找出大于 value 的第一个元素所在的位置（iterator）。原因在于对于任意 iterator j，判定 *j > value 根本不可能。