用upperbound(k)和lowerbound(k)输出键值k所对应的所有值。

本文介绍如何使用C++进行文件操作,并通过多维数据结构实现数据管理与展示,涉及类定义、模板使用、迭代器应用及数据排序、插入、删除等基本操作。
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <map>
#include <iomanip>
#include <cmath>
using namespace std;

int main()
{
	class teststr
	{
	public:
		teststr(char ch = ' ', int j = 0, int k = 0):a(ch), b(j), c(k){}
		teststr(teststr & te)
		{
			a = te.a;
			b = te.b;
			c = te.c;
		}
		~teststr(){}
		char a;
		int b;
		int c;
	};

	typedef pair<const int, teststr> Pair;
	typedef multimap<int, teststr, less<int>> MultiMap;
	MultiMap MapPoint;
	char s[11] = "ifile.txt"; 

	// firstly, need to give a nonempty file record some data meaningful;
	// test input file;
	ifstream ifil(s);
	if (!ifil)
		exit(1);
	int i;
	//teststr * te = new teststr;
	teststr te;
	int j = 0;
	while (ifil >> i >> te.a >> te.b >> te.c)
	{
		Pair pair(i, te);
		MapPoint.insert(pair);
	}

	MultiMap::iterator it1;
	MultiMap::iterator it2;
	for (int i = 1; i < 10; i++)
	{
		it1 = MapPoint.lower_bound(i);
		it2 = MapPoint.upper_bound(i);
		while (it1 != MapPoint.end() && it1 != it2)
		{
			cout << it1 -> first << setw(3) << setfill('+')
				<< it1 -> second.a << setw(3) << setfill('+')
				<< it1 -> second.b << setw(3) << setfill('+')
				<< it1 -> second.c << endl;
			it1++;
		}
		cout << "--------------------------" << endl;
	}

	return 0;
}

<think>好的,我需要解释upper_boundlower_bound在编程中的定义应用。首先,这两个函数通常与有序序列相关,用于查找插入位置或者范围。 根据引用[1]中的sortByKey()函数,它通过升序或降序排序元素,说明在有序数据结构中查找元素的位置是关键。upper_boundlower_bound在这样的有序集合中特别有用。 接下来,要区分两者的不同。lower_bound返回第一个不小于目标的位置,而upper_bound返回第一个大于目标的位置。比如在数组[1,2,2,3]中查找2,lower_bound返回第一个2的位置,upper_bound返回第一个3的位置,这样两者的差就是元素2的个数。 应用方面,可以用于快速插入元素保持有序,或者统计某个的出现次数。例如,在处理排序后的数据时,使用这些函数能提高效率,避免遍历整个数组。 需要注意的是,这两个函数需要序列是有序的,否则结果不正确。此外,比较函数的一致性也很重要,必须与排序时使用的相同。 最后,结合引用[2]中的Q-Learning,虽然不直接相关,但优化算法效率的思路是相通的。在需要高效查找的场景下,合理使用upper_boundlower_bound能提升程序性能。</think>### Upper Bound 与 Lower Bound 的定义与用法 #### 1. **基本定义** - **`lower_bound`**: 在有序序列中,返回第一个**不小于**目标的元素位置。若所有元素均小于目标,则返回序列末尾的迭代器。 例如:序列 $[1, 3, 5, 7]$ 中查找 $4$,`lower_bound` 返回指向 $5$ 的迭代器。 - **`upper_bound`**: 在有序序列中,返回第一个**大于**目标的元素位置。若所有元素均不大于目标,则返回序列末尾的迭代器。 例如:序列 $[1, 3, 5, 7]$ 中查找 $5$,`upper_bound` 返回指向 $7$ 的迭代器。 #### 2. **核心区别** 两者的差异体现在对**相等元素**的处理上: - `lower_bound` 指向第一个等于目标的位置(若存在)。 - `upper_bound` 指向最后一个等于目标的位置的下一个位置。 因此,`upper_bound - lower_bound` 可计算目标在序列中的出现次数。 #### 3. **应用场景** - **有序插入**:快速确定新元素的插入位置以保持序列有序。 - **范围查询**:统计区间内符合特定条件的元素数量(如数范围、时间范围)。 - **去重与合并**:在有序集合中高效处理重复或合并区间。 - **算法优化**:在二分查找、滑动窗口等场景中减少时间复杂度(如替代线性遍历)[^1]。 #### 4. **代码示例(C++)** ```cpp #include <algorithm> #include <vector> using namespace std; int main() { vector<int> arr = {1, 2, 2, 3, 4, 5}; int target = 2; auto lower = lower_bound(arr.begin(), arr.end(), target); // 指向第一个2 auto upper = upper_bound(arr.begin(), arr.end(), target); // 指向3 int count = upper - lower; // 计算2的个数(结果为2) return 0; } ``` #### 5. **注意事项** - **有序性要求**:序列必须已按相同比较规则排序,否则结果未定义。 - **自定义比较**:支持自定义比较函数(如结构体排序或降序序列)。 - **性能优势**:时间复杂度为 $O(\log n)$,远优于线性遍历的 $O(n)$。
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