c++内置二分查找

以前遇到二分的题目都是手动实现二分,不得不说错误比较多,关于返回值,关于区间的左闭右开等很容易出错,最近做题发现直接使用STL中的二分函数方便快捷还不会出错,不过对于没有接触过的同学,二分函数确实是一个头疼的部分,自己查的内容又有点乱,找不到具体的使用方法,有必要自己总结一份完整的以后备用。

下面函数都在头文件中

#include < algorithm >

一、binary_search:查找某个元素是否出现。

  1. 函数模板:
binary_search(arr[], arr[]+size, indx)
  1. 参数说明:
    arr[]: 数组首地址
    size:数组元素个数
    indx:需要查找的值
  2. 函数功能: 在数组中以二分法检索的方式查找,若在数组(要求数组元素非递减)中查找到indx元素则真,若查找不到则返回值为假。

二、lower_bound:查找第一个大于或等于某个元素的位置。

  1. 函数模板:
lower_bound(arr[],arr[]+size ,  indx)
  1. 参数说明:
    arr[]: 数组首地址
    size:数组元素个数
    indx:需要查找的值
  2. 函数功能: 函数lower_bound()在first和last中的前闭后开区间进行二分查找,返回大于或等于val的第一个元素位置(注意是地址)。如果所有元素都小于val,则返回last的位置
  3. 举例如下:
      一个数组number序列为:4,10,11,30,69,70,96,100.设要插入数字3,9,111.pos为要插入的位置的下标,(注意因为返回值是一个指针,所以减去数组的指针就是int变量了 )则
  • pos = lower_bound( number, number + 8, 3) - number,pos = 0.即number数组的下标为0的位置。
  • pos = lower_bound( number, number + 8, 9) - number, pos = 1,即number数组的下标为1的位置(即10所在的位置)。
  • pos = lower_bound( number, number + 8, 111) - number, pos = 8,即number数组的下标为8的位置(但下标上限为7,所以返回最后一个元素的下一个元素)。
  1. 注意:函数lower_bound()在first和last中的前闭后开区间进行二分查找,返回大于或等于val的第一个元素位置。如果所有元素都小于val,则返回last的位置,且last的位置是越界的!

返回查找元素的第一个可安插位置,也就是“元素值>=查找值”的第一个元素的位置

三、upper_bound:查找第一个大于某个元素的位置。

  1. 函数模板:
upper_bound(arr[],arr[]+size ,  indx)
  1. 参数说明:
    arr[]: 数组首地址
    size:数组元素个数
    indx:需要查找的值
  2. 函数功能:函数upper_bound()返回的在前闭后开区间查找的关键字的上界,返回大于val的第一个元素位置
      例如:一个数组number序列1,2,2,4.upper_bound(2)后,返回的位置是3(下标)也就是4所在的位置,同样,如果插入元素大于数组中全部元素,返回的是last。(注意:数组下标越界)

返回查找元素的最后一个可安插位置,也就是==“元素值>查找值”==的第一个元素的位置 。

测试代码

#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<<"在数组中查找元素4,结果为:"<<b<<endl;
int c=binary_search(a,a+9,40);//查找失败,返回0
cout<<"在数组中查找元素40,结果为:"<<b<<endl;
int d=lower_bound(a,a+9,10)-a;
cout<<"在数组中查找第一个大于等于10的元素位置,结果为:"<<d<<endl;
int e=lower_bound(a,a+9,101)-a;
cout<<"在数组中查找第一个大于等于101的元素位置,结果为:"<<e<<endl;
int f=upper_bound(a,a+9,10)-a;
cout<<"在数组中查找第一个大于10的元素位置,结果为:"<<f<<endl;
int g=upper_bound(a,a+9,101)-a;
cout<<"在数组中查找第一个大于101的元素位置,结果为:"<<g<<endl;
}