Где я могу найти «полезный» алгоритм двоичного поиска C ++?

Мне нужен алгоритм двоичного поиска, совместимый с контейнерами C ++ STL, что-то вроде заголовка std::binary_searchстандартной библиотеки <algorithm>, но мне нужно, чтобы он возвращал итератор, указывающий на результат, а не простое логическое значение, сообщающее мне, существует ли элемент.

(Кстати, о чем, черт возьми, думал стандартный комитет, когда определяли API для binary_search ?!)

Меня больше всего беспокоит то, что мне нужна скорость двоичного поиска, поэтому, хотя я могу найти данные с помощью других алгоритмов, как указано ниже, я хочу воспользоваться тем фактом, что мои данные отсортированы, чтобы получить преимущества двоичного поиск, а не линейный поиск.

до сих пор lower_boundи upper_boundтерпеть неудачу, если данные отсутствуют:

//lousy pseudo code
vector(1,2,3,4,6,7,8,9,0) //notice no 5
iter = lower_bound_or_upper_bound(start,end,5)
iter != 5 && iter !=end //not returning end as usual, instead it'll return 4 or 6

Примечание. Я также могу использовать алгоритм, который не принадлежит пространству имен std, если он совместим с контейнерами. Как, скажем, boost::binary_search.

Таких функций нет, но вы можете написать простую, используя std::lower_bound, std::upper_boundили std::equal_range.

Простая реализация могла бы быть

template<class Iter, class T>
Iter binary_find(Iter begin, Iter end, T val)
{
    // Finds the lower bound in at most log(last - first) + 1 comparisons
    Iter i = std::lower_bound(begin, end, val);

    if (i != end && !(val < *i))
        return i; // found
    else
        return end; // not found
}

Другое решение - использовать a std::set, который гарантирует упорядочение элементов и предоставляет метод, iterator find(T key)который возвращает итератор для данного элемента. Однако ваши требования могут быть несовместимы с использованием набора (например, если вам нужно сохранить один и тот же элемент несколько раз).

Вы должны взглянуть на std::equal_range. Он вернет пару итераторов в диапазон всех результатов.

Их множество:

http://www.sgi.com/tech/stl/table_of_contents.html

Ищи:

• нижняя граница
• верхняя граница
• равный_ диапазон
• binary_search

Отдельно отметим:

Вероятно, они думали, что поиск в контейнерах может дать более одного результата. Но в странном случае, когда вам просто нужно проверить наличие, оптимизированная версия также будет хороша.

Если std :: lower_bound слишком низкоуровневый для вашего вкуса, вы можете проверить boost :: container :: flat_multiset . Это прямая замена std :: multiset, реализованная как отсортированный вектор с использованием двоичного поиска.

Самая короткая реализация, интересно, почему ее нет в стандартной библиотеке:

template<class ForwardIt, class T, class Compare=std::less<>>
ForwardIt binary_find(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value, Compare comp={})
{
    // Note: BOTH type T and the type after ForwardIt is dereferenced 
    // must be implicitly convertible to BOTH Type1 and Type2, used in Compare. 
    // This is stricter than lower_bound requirement (see above)

    first = std::lower_bound(first, last, value, comp);
    return first != last && !comp(value, *first) ? first : last;
}

С https://en.cppreference.com/w/cpp/algorithm/lower_bound

Отметьте эту функцию, qBinaryFind :

RandomAccessIterator qBinaryFind ( RandomAccessIterator begin, RandomAccessIterator end, const T & value )

Выполняет двоичный поиск в диапазоне [начало, конец) и возвращает позицию вхождения значения. Если значения отсутствуют, возвращается конец.

Элементы в диапазоне [начало, конец) должны быть отсортированы в порядке возрастания; см. qSort ().

Если имеется много экземпляров одного и того же значения, может быть возвращено любое из них. Используйте qLowerBound () или qUpperBound (), если вам нужен более точный контроль.

Пример:

QVector<int> vect;
 vect << 3 << 3 << 6 << 6 << 6 << 8;

 QVector<int>::iterator i =
         qBinaryFind(vect.begin(), vect.end(), 6);
 // i == vect.begin() + 2 (or 3 or 4)

Функция включена в <QtAlgorithms>заголовок, который является частью библиотеки Qt .

std :: lower_bound () :)

int BinarySearch(vector<int> array,int var)
{ 
    //array should be sorted in ascending order in this case  
    int start=0;
    int end=array.size()-1;
    while(start<=end){
        int mid=(start+end)/2;
        if(array[mid]==var){
            return mid;
        }
        else if(var<array[mid]){
            end=mid-1;
        }
        else{
            start=mid+1;
        }
    }
    return 0;
}

Пример: Рассмотрим массив, A = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] Предположим, вы хотите найти индекс 3 Изначально start = 0 и end = 9-1 = 8 Теперь , так как start <= end; mid = 4; (array [mid], который равен 5)! = 3 Теперь 3 лежит слева от mid, поскольку он меньше 5. Следовательно, мы ищем только левую часть массива. Следовательно, теперь start = 0 и end = 3; mid = 2. Так как array [mid] == 3, значит, мы получили число, которое искали. Следовательно, мы возвращаем его индекс, равный mid.

Решение, возвращающее позицию внутри диапазона, может быть таким, используя только операции с итераторами (оно должно работать, даже если итератор не арифметический):

template <class InputIterator, typename T>
size_t BinarySearchPos(InputIterator first, InputIterator last, const T& val)
{       
    const InputIterator beginIt = first;
    InputIterator element = first;
    size_t p = 0;
    size_t shift = 0;
    while((first <= last)) 
    {
        p = std::distance(beginIt, first);
        size_t u = std::distance(beginIt, last);
        size_t m = p + (u-p)/2;  // overflow safe (p+u)/2
        std::advance(element, m - shift);
        shift = m;
        if(*element == val) 
            return m; // value found at position  m
        if(val > *element)
            first = element++;
        else
            last  = element--;

    }
    // if you are here the value is not present in the list, 
    // however if there are the value should be at position u
    // (here p==u)
    return p;

}