图解lower_bound＆upper_bound

两个算法的官方解释

lower_bound upper_bound

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

lower_bound用于找出升序序列中第一个不小于value的位置， 即找出第一个>=value的位置。

template< class ForwardIt, class T >
ForwardIt upper_bound( ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value );

upper_bound用于找出升序序列中第一个大于value的位置。

直接从字面理解，稍微有点绕，让我们看两个例子。

• 元素在列表中存在

 对于序列1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7

我们对value=3进行lower_bound和upper_bound的调用。

因为lower_bound要求第一个>=，所以图中 [ 标记的位置就是目标位置

因为upper_bound要求第一个>，  所以图中 ) 标记的位置就是目标位置。

• 元素在列表中不存在

 

 

 对于序列1 3 3 6 6 9 9

我们对value=4进行lower_bound和upper_bound的调用。

因为lower_bound要求第一个>=，所以图中 [ 标记的位置就是目标位置

因为upper_bound要求第一个>，  所以图中 ) 标记的位置就是目标位置。

由此可以看出，如果lower_bound的返回值等于value，说明value在列表中存在，否则就不存在。这也是一种列表中查找元素的方法。

这样一看，lower_bound和upper_bound的起名就很好理解了，“下边界和上边界”，下边界是闭区间，上边界是开区间，组成了左闭右开的区间[  )

这个设计和STL迭代器遵守的左闭右开原则是一致的，所有的begin都包括目标元素，所以的end都不包括目标元素。

我们知道，stl中还有一个常用的查找函数find，都能用于查找元素，两个函数的区别是什么呢？

ForwardIt lower_bound( ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value );
InputIt   find( InputIt first, InputIt last, const T& value );

相似点：都接受首尾迭代器和目标元素。

不一样的地方：

1. find不要求元素有序，lower_bound要求有序。
2. find内部采用==比较元素，lower_bound采用<比较元素。这也是为什么lower_bound要求元素必须是排序好的原因。
3. find是线性查找，lower_bound是二分查找。

由此可见，find更通用一些，而lower_bound在有序序列中，查找更加高效。