C++ STL Binary search詳解


一.解釋

  以前遇到二分的題目都是手動實現二分,不得不說錯誤比較多,關於返回值,關於區間的左閉右開等很容易出錯,最近做題發現直接使用STL中的二分函數方便快捷還不會出錯,不過對於沒有接觸過的同學,二分函數確實是一個頭疼的部分,自己查的內容又有點亂,找不到具體的使用方法,有必要自己總結一份完整的以后備用。

二.常用操作

  1.頭文件

#include <algorithm>

  2.使用方法

1.binary_search:查找某個元素是否出現。
a.函數模板:binary_search(arr[],arr[]+size ,  indx)
b.參數說明:
    arr[]: 數組首地址
    size:數組元素個數
    indx:需要查找的值
c.函數功能:  在數組中以二分法檢索的方式查找,若在數組(要求數組元素非遞減)中查找到indx元素則真,若查找不到則返回值為假。

2.lower_bound:查找第一個大於或等於某個元素的位置。
a.函數模板:lower_bound(arr[],arr[]+size ,  indx):
b.參數說明:
    arr[]: 數組首地址
    size:數組元素個數
    indx:需要查找的值
c.函數功能:  函數lower_bound()在first和last中的前閉后開區間進行二分查找,返回大於或等於val的第一個元素位置(注意是地址)。如果所有元素都小於val,則返回last的位置
d.舉例如下:
  一個數組number序列為:4,10,11,30,69,70,96,100.設要插入數字3,9,111.pos為要插入的位置的下標,則
  /*注意因為返回值是一個指針,所以減去數組的指針就是int變量了*/
  pos = lower_bound( number, number + 8, 3) - number,pos = 0.即number數組的下標為0的位置。
  pos = lower_bound( number, number + 8, 9) - number, pos = 1,即number數組的下標為1的位置(即10所在的位置)。
  pos = lower_bound( number, number + 8, 111) - number, pos = 8,即number數組的下標為8的位置(但下標上限為7,所以返回最后一個元素的下一個元素)。
e.注意:函數lower_bound()在first和last中的前閉后開區間進行二分查找,返回大於或等於val的第一個元素位置。如果所有元素都小於val,則返回last的位置,且last的位置是越界的!

  返回查找元素的第一個可安插位置,也就是“元素值>=查找值”的第一個元素的位置
3.upper_bound:查找第一個大於某個元素的位置。
a.函數模板:upper_bound(arr[],arr[]+size ,  indx):
b.參數說明:
    arr[]: 數組首地址
    size:數組元素個數
    indx:需要查找的值
c.函數功能:函數upper_bound()返回的在前閉后開區間查找的關鍵字的上界,返回大於val的第一個元素位置
  例如:一個數組number序列1,2,2,4.upper_bound(2)后,返回的位置是3(下標)也就是4所在的位置,同樣,如果插入元素大於數組中全部元素,返回的是last。(注意:數組下標越界)
  返回查找元素的最后一個可安插位置,也就是“元素值>查找值”的第一個元素的位置 。

三、代碼

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{
    int a[100]= {4,10,11,30,69,70,96,100};
    int b=binary_search(a,a+9,4);//查找成功,返回1
    cout<<"在數組中查找元素4,結果為:"<<b<<endl;
    int c=binary_search(a,a+9,40);//查找失敗,返回0
    cout<<"在數組中查找元素40,結果為:"<<b<<endl;
    int d=lower_bound(a,a+9,10)-a;
    cout<<"在數組中查找第一個大於等於10的元素位置,結果為:"<<d<<endl;
    int e=lower_bound(a,a+9,101)-a;
    cout<<"在數組中查找第一個大於等於101的元素位置,結果為:"<<e<<endl;
    int f=upper_bound(a,a+9,10)-a;
    cout<<"在數組中查找第一個大於10的元素位置,結果為:"<<f<<endl;
    int g=upper_bound(a,a+9,101)-a;
    cout<<"在數組中查找第一個大於101的元素位置,結果為:"<<g<<endl;
}

 


 


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