「便利な」C ++バイナリ検索アルゴリズムはどこで入手できますか？

std::binary_search標準ライブラリの<algorithm>ヘッダーのようなC ++ STLコンテナーと互換性のあるバイナリ検索アルゴリズムが必要ですが、要素が存在するかどうかを示す単純なブール値ではなく、結果を指すイテレーターを返す必要があります。

（補足として、binary_searchのAPIを定義したとき、標準委員会は一体何を考えていましたか？）

ここでの主な懸念は、バイナリ検索の速度が必要であることです。そのため、以下で説明するように、他のアルゴリズムでデータを見つけることができますが、データがソートされているという事実を利用して、バイナリの利点を得たいと思います。線形検索ではなく検索。

これまでlower_boundとupper_boundデータが欠落している場合失敗します。

//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

注：コンテナーと互換性がある限り、std名前空間に属さないアルゴリズムを使用しても問題ありません。同様に、言いますboost::binary_search。

そのような関数はありませんがstd::lower_bound、std::upper_boundまたはを使用して簡単な関数を作成できますstd::equal_range。

簡単な実装は

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
}

もう1つの解決策は、を使用することですstd::set。これは、要素の順序を保証iterator find(T key)し、指定されたアイテムへの反復子を返すメソッドを提供します。ただし、要件はセットの使用と互換性がない場合があります（たとえば、同じ要素を複数回保存する必要がある場合）。

見てくださいstd::equal_range。すべての結果の範囲にイテレータのペアを返します。

それらのセットがあります：

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

検索する：

• 下限
• 上界
• 等しい範囲
• binary_search

別のメモ：

彼らはおそらく、コンテナを検索すると複数の結果が出てくる可能性があると考えていました。しかし、存在をテストする必要があるだけの場合には、最適化されたバージョンも便利です。

std :: lower_boundが低すぎて好みに合わない場合は、boost :: container :: flat_multisetを確認することをお勧めします。これは、バイナリ検索を使用してソートされたベクトルとして実装されたstd :: multisetのドロップイン置換です。

標準ライブラリに含まれていない理由を疑問に思う、最も短い実装：

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;
}

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

この関数qBinaryFindを確認します。

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

範囲[begin、end）のバイナリ検索を実行し、valueの出現位置を返します。値の出現がない場合は、endを返します。

[begin、end）の範囲のアイテムは昇順で並べ替える必要があります。qSort（）を参照してください。

同じ値の発生が多数ある場合、それらのいずれかが返される可能性があります。より細かい制御が必要な場合は、qLowerBound（）またはqUpperBound（）を使用してください。

例：

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)

この関数は<QtAlgorithms>、Qtライブラリの一部であるヘッダーに含まれています。

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;
}

例：配列A = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]を考えます。最初に3のインデックスを検索するとします。最初はstart = 0で、end = 9-1 = 8です。 、開始<=終了以来; mid = 4; （array [mid] is 5）！= 3ここで、3は5より小さいため、midの左側にあります。したがって、配列の左側の部分のみを検索するため、start = 0とend = 3になります。mid = 2.array [mid] == 3なので、探していた数が得られます。したがって、midに等しいインデックスを返します。

範囲内の位置を返すソリューションは、イテレータの演算のみを使用して次のようになります（イテレータが算術でなくても機能するはずです）。

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;

}