C++ 算法 上界（upper_bound()）函数

C++算法 上界（upper_bound()） 函数是二分查找的一种版本。此函数用于返回指向范围[first, last)中大于指定值val的第一个元素的迭代器。

第一个版本使用operator <来比较元素，而第二个版本使用给定的比较函数comp。

语法

default (1)      template <class ForwardIterator, class T>
                          ForwardIterator upper_bound (ForwardIterator first, ForwardIterator last,
                               const T& val); 

custom (2)      template <class ForwardIterator, class T, class Compare>
                          ForwardIterator upper_bound (ForwardIterator first, ForwardIterator last,
                               const T& val, Compare comp);

参数

first : 指向要搜索范围中的第一个元素的前向迭代器。

last : 指向要搜索范围中最后一个元素的后向迭代器。

comp : 用户定义的二元谓词函数，接受两个参数，并返回true（如果两个参数按顺序排列）或false（如果两个参数不按顺序排列）。它遵循严格弱次序来对元素进行排序。

val : 用于比较范围中元素的上界值。

返回值

如果找到这样的元素，则返回指向范围中第一个大于val的元素的迭代器，否则返回last。

复杂度

平均复杂度是首尾之间距离的对数级别，执行多达log2(N) + 1次元素比较，其中N = last – first。

数据竞争

访问[first, last)范围内的对象。

异常

如果元素比较或迭代器上的操作引发异常，则此函数会引发异常。

注意：无效的参数会导致未定义的行为。

示例1

让我们看一个简单的示例来演示upper_bound()的用法：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{

  vector<int> v = {3, 1, 4, 6, 5};

  decltype(v)::iterator it = upper_bound(v.begin(), v.end(), 3);
  cout<<"Upper bound of 3 is: ";
  cout << *it << endl;

  return 0;
}

输出：

Upper bound of 3 is: 4

示例2

让我们看另一个简单的示例：

#include <iostream>     // std::cout
#include <algorithm>    // std::lower_bound, std::upper_bound, std::sort
#include <vector>       // std::vector

using namespace std;

int main () {
  int myints[] = {10,20,30,30,20,10,10,20};
  vector<int> v(myints,myints+8);           // 10 20 30 30 20 10 10 20

  sort (v.begin(), v.end());                // 10 10 10 20 20 20 30 30

  vector<int>::iterator low,up;
  low=lower_bound (v.begin(), v.end(), 20); //          ^
  up= upper_bound (v.begin(), v.end(), 20); //                   ^

  cout << "lower_bound at position " << (low- v.begin()) << '\n';
  cout << "upper_bound at position " << (up - v.begin()) << '\n';

  return 0;
}

输出：

lower_bound at position 3
upper_bound at position 6

示例3

让我们看另一个简单的示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
  int a[] = {2, 3, 5, 6, 7, 7, 7,  8, 9, 10};
  vector<int> v(a, a+10);
  cout <<"\nHere are the contents of v:\n";
  for (vector<int>::size_type i=0; i<v.size(); i++)
    cout <<v.at(i)<<" ";  

  vector<int>::iterator upper;

  upper = upper_bound(v.begin(), v.end(), 3);
  if (upper != v.end())
    cout <<"\nUpper bound of 3 in v = "<<*upper;

  upper = upper_bound(v.begin(), v.end(), 4);
  if (upper != v.end())
    cout <<"\nUpper bound of 4 in v = "<<*upper;

  upper = upper_bound(v.begin(), v.end(), 5);
  if (upper != v.end())
    cout <<"\nUpper bound of 5 in v = "<<*upper;

  upper = upper_bound(v.begin(), v.end(), 7);
  if (upper != v.end())
    cout <<"\nUpper bound of 7 in v = "<<*upper;

  upper = upper_bound(v.begin(), v.end(), 0);
  if (upper != v.end())
    cout <<"\nUpper bound of 0 in v = "<<*upper;

  upper = upper_bound(v.begin(), v.end(), 15);
  if (upper != v.end())
    cout <<"\nUpper bound of 15 in v = "<<*upper;
  cout <<"\n\nNote that the upper bound location of 15 is \nthe end (one-past-the-last) vector position.";

  return 0;
}

输出：

Here are the contents of v:
2 3 5 6 7 7 7 8 9 10 
Upper bound of 3 in v = 5
Upper bound of 4 in v = 5
Upper bound of 5 in v = 6
Upper bound of 7 in v = 8
Upper bound of 0 in v = 2

Note that the upper bound location of 15 is 
the end (one-past-the-last) vector position.

示例4

让我们看另一个简单的示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

bool ignore_case(char a, char b) {
   return(tolower(a) == tolower(b));
}

int main(void) {
   vector<char> v = {'A', 'b', 'C', 'd', 'E'};
   auto it = upper_bound(v.begin(), v.end(), 'C');

   cout << "Upper bound of \'C\' is " << *it << endl;

   it = upper_bound(v.begin(), v.end(), 'C', ignore_case);

   cout << "Upper bound of \'C\' is " << *it << endl;

   it = upper_bound(v.begin(), v.end(), 'z', ignore_case);

   cout << "All elements are less than \'z\'." << endl;

   return 0;
}

输出：

Upper bound of 'C' is d
Upper bound of 'C' is C
All elements are less than 'z'.