STL 二分查找

最新推荐文章于 2025-02-16 18:47:58 发布

desyang66

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文章标签： c++ 算法数据结构

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_51668179/article/details/126037093

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本文介绍了如何在C++中自定义实现二分查找算法，针对结构体和类的复杂数据结构，通过lower_bound()和upper_bound()函数的模拟，以及binary_search()函数的应用，提升程序效率。实例展示了在数组中查找特定元素的位置。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Binary_search

很多情况是可以直接使用C++ STL 库中的 lower_bound(), upper_bound() 来方便使用，不过这种方式只满足对于普通数组，而对于结构体或类进行二分时我们就需要自己来完成对复杂结构的二分查找，提高我们程序的运行效率。

#include "bits/stdc++.h"

using namespace std;

// 模拟 STL的 lower_bound(); 
int* lower_bound(int arr[], int l, int r, int val) { //  注意区间范围 [l, r)
	
	while (l < r) {
		
		int mid = (l + r) / 2;
		if(arr[mid] < val) {
			l = mid + 1;
		}
		else {
			r = mid;
		}
		
	}
	
		return (arr + l);
}

int* upper_bound(int arr[], int l, int r, int val) { //  注意区间范围 [l, r)
	
	while (l < r) {
		
		int mid = (l + r) / 2;
		if(arr[mid] <= val) {
			l = mid + 1;
		}
		else {
			r = mid;
		}
		
	}
	
	return (arr + l);
}

int binary_search(int arr[], int l, int r, int val) { // 区间范围 [l, r)
	
	r = r - 1;
	// 此时 [l, r]
	while(l <= r) { // 此时 l == r 也需要考虑
		int mid = (l + r) / 2;
		if(arr[mid] < val) {
			l = mid + 1;
		}
		else if(arr[mid] > val) {
			r = mid - 1;
		}
		else return mid;
	}
	
	return -1; // 未找到
}

int _binary_search(int arr[], int l, int r, int val) { 
	// 区间范围 [l, r)
	while(l < r) { //[l, r), l == r 时 区间已经无效
		int mid = (l + r) / 2;
		if(arr[mid] < val) {
			l = mid + 1;
		}
		else if(arr[mid] > val) {
			r = mid;
		}
		else return mid;
	}
	
	return -1; // 未找到
}

int main() {
			//   0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,   8, 9
	int arr[] = {1, 2, 4, 5, 6, 7, 7, 33, 34, 354};
	
	int idx1 = lower_bound(arr, 1, 10, 6) - arr;
	int idx2 = upper_bound(arr, 1, 10, 7) - arr;
	cout<<idx1<<" "<<idx2<<endl; // idx1 = 4, idx2 = 7;
	
	int idx3 = 	binary_search(arr, 1, 10, 7);
	int idx4 = _binary_search(arr, 1, 10, 33);
	cout<<idx3<<" "<<idx4<<endl; // idx3 = 5, idx4 = 7;
	
	
	return 0;
}