Что такое upper_bound и lower_bound в c++ и чем они отличаются

upper_bound и lower_bound — это две функции в языке программирования c++, которые используются для работы с контейнерами, такими как векторы или отсортированные наборы данных. Несмотря на то, что обе функции выполняют похожую задачу — поиск элемента, есть некоторые существенные различия между ними.

lower_bound используется для поиска первого элемента в контейнере, который не меньше заданного значения. То есть, она находит позицию элемента, который может быть равен заданному значению или больше его. Если элемент не найден, функция вернет позицию, на которую элемент должен быть вставлен, чтобы сохранить порядок сортировки.

upper_bound, с другой стороны, используется для поиска первого элемента в контейнере, который больше заданного значения. Это означает, что функция возвращает позицию элемента, который строго больше заданного значения. Если такой элемент не существует, функция вернет позицию, на которую элемент должен быть вставлен, чтобы сохранить порядок сортировки.

Обе функции принимают два итератора — начало и конец диапазона, и значение, которое нужно найти. Работают они с контейнерами, отсортированными в порядке неубывания.

Что такое upper_bound и lower_bound?

Функция lower_bound возвращает итератор на первый элемент в контейнере, который не меньше, чем заданное значение. Если такого элемента нет, функция вернет итератор на следующий элемент после заданного значения или итератор, указывающий на конец контейнера.

Функция upper_bound возвращает итератор на первый элемент в контейнере, который больше, чем заданное значение. Если такого элемента нет, функция вернет итератор на следующий элемент после заданного значения или итератор, указывающий на конец контейнера.

Комбинированное использование этих двух функций позволяет определить диапазон элементов в контейнере, равных заданному значению. Например, если lower_bound вернула итератор на первый элемент, который больше или равен заданному значению, а upper_bound вернула итератор на первый элемент, который больше заданного значения, то разница между этими итераторами будет задавать количество элементов, равных заданному значению в контейнере.

Понятие upper_bound

Функция upper_bound в C++ используется для поиска позиции, на которую можно вставить элемент в упорядоченном контейнере так, чтобы порядок элементов сохранялся.

Данная функция возвращает итератор на первый элемент, который больше или равен заданному значению. То есть, upper_bound возвращает позицию, на которую можно вставить элемент, чтобы он оказался после всех элементов с таким же значением и перед следующим большим значением, если такое значение существует.

Возвращаемое значение функции upper_bound представляет собой итератор, указывающий на позицию в упорядоченном контейнере, а если такого значения нет в контейнере, то указывает на элемент, который идет после последнего элемента. В случае, когда контейнер не содержит элементов, будет возвращен итератор, указывающий на начало контейнера.

Применение функции upper_bound особенно полезно в контейнерах, которые поддерживают быстрый поиск элементов в упорядоченной последовательности, например, в векторе или списке. Она позволяет эффективно находить позицию в контейнере для вставки новых элементов и сохранять порядок элементов.

Определение upper_bound в c++

Функция upper_bound в C++ используется для нахождения последнего элемента в диапазоне, который имеет значение, большее, чем определенное значение, указанное в качестве аргумента. Эта функция работает на отсортированном диапазоне элементов.

Возвращаемое значение функции upper_bound — итератор следующего элемента после последнего элемента, удовлетворяющего условию (значение, которому соответствует следующий после максимального элемент). Если такого элемента не существует, то возвращается итератор, указывающий на конец диапазона.

Вот пример, который демонстрирует использование функции upper_bound:

#include <algorithm>#include <vector>#include <iostream>int main() {std::vector<int> v = {1, 3, 5, 7, 9};int value = 4;std::vector<int>::iterator it = std::upper_bound(v.begin(), v.end(), value);if (it != v.end()) {std::cout << "Значение " << value << " должно быть вставлено после элемента " << *it << std::endl;} else {std::cout << "Значение " << value << " должно быть вставлено в конец вектора" << std::endl;}return 0;}

В данном примере после выполнения кода на экран будет выведено: «Значение 4 должно быть вставлено после элемента 5». Функция upper_bound нашла последний элемент в диапазоне, который больше значения 4, и вернула итератор на этот элемент.

Работа upper_bound

Функция получает на вход два итератора, указывающих на начало и конец диапазона, а также значение, с которым следует сравнивать элементы диапазона. Она возвращает итератор на первый элемент, который больше заданного значения. Если такого элемента нет, то возвращается итератор на конец диапазона.

Чтобы функция корректно работала, диапазон должен быть предварительно отсортирован по возрастанию. Если отсортированного диапазона нет, то поведение функции будет неопределенным.

Пример использования:

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 6};
int* lower = std::lower_bound(arr, arr+8, 4);
int* upper = std::upper_bound(arr, arr+8, 4);

В данном примере, lower будет указывать на первую четверку в массиве arr, а upper будет указывать на элемент со значением 5. Таким образом, функция upper_bound позволяет получить позицию, следующую за последним элементом, равным заданному значению.

Функция upper_bound имеет сложность O(log n), где n — размер диапазона. Это связано с использованием бинарного поиска в отсортированной последовательности. Благодаря этому, функция обладает высокой производительностью и широко применяется в различных алгоритмах и задачах.

Как использовать upper_bound в c++

В языке программирования C++ функция upper_bound используется для поиска позиции, на которой должен находиться элемент в отсортированном диапазоне контейнера, чтобы сохранить порядок сортировки. Она возвращает итератор на первый элемент, больший заданного значения. Если такой элемент не найден, возвращается итератор на конец диапазона.

Для использования upper_bound необходимо подключить заголовочный файл <algorithm>. Сигнатура функции upper_bound выглядит следующим образом:

template <class ForwardIt, class T>ForwardIt upper_bound(ForwardIt first, ForwardIt last, const T& value);

Описание аргументов функции:

• first — итератор, указывающий на начало диапазона
• last — итератор, указывающий на конец диапазона
• value — значение элемента, для которого ищется позиция

Пример использования функции upper_bound:

#include <algorithm>#include <vector>#include <iostream>int main() {std::vector<int> numbers = {1, 2, 3, 4, 4, 7, 9};int value = 5;auto it = std::upper_bound(numbers.begin(), numbers.end(), value);if (it != numbers.end()) {std::cout << "Первое значение больше " << value << ": " << *it << std::endl;} else {std::cout << "Нет значений больше " << value << std::endl;}return 0;}

Использование upper_bound позволяет эффективно находить границы поддиапазонов в отсортированных контейнерах, что особенно полезно для работы с большими объемами данных.

Понятие lower_bound

Функция lower_bound в C++ используется для нахождения позиции первого элемента в отсортированном контейнере, который не меньше заданного значения.

Общий синтаксис функции lower_bound:

lower_bound принимает три параметра:

• first — итератор, указывающий на начало диапазона поиска
• last — итератор, указывающий на конец диапазона поиска
• val — заданное значение, с которым сравнивают элементы контейнера

Функция lower_bound выполняет бинарный поиск в отсортированном диапазоне и возвращает итератор на первый элемент, который не меньше заданного значения. Если такого элемента нет, возвращается итератор на конец диапазона.

Пример использования функции lower_bound:

#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>int main() {std::vector<int> nums = {1, 2, 4, 4, 6, 8};// Ищем первый элемент, который не меньше 4auto it = std::lower_bound(nums.begin(), nums.end(), 4);if (it != nums.end()) {std::cout << "Первый элемент >= 4 находится на позиции " << (it - nums.begin()) << std::endl;} else {std::cout << "Нет элемента, который >= 4" << std::endl;}return 0;}

Результат выполнения программы:

Первый элемент >= 4 находится на позиции 2

В данном примере, функция lower_bound возвращает итератор, указывающий на элемент с значением 4, который является первым элементом в отсортированном контейнере, не меньшим заданного значения.

Определение lower_bound в c++

Функция lower_bound в C++ используется для нахождения позиции первого элемента в отсортированной последовательности, который не меньше указанного значения. Она использует бинарный поиск, что позволяет ей работать эффективно даже с большими массивами данных.

Синтаксис функции:

Итератор lower_bound (Итератор first, Итератор last, const тип_значение& value);

Где:

• Итератор first — Итератор указывающий на начало последовательности.
• Итератор last — Итератор указывающий на конец последовательности.
• const тип_значение& value — Значение, для которого требуется найти позицию.

Функция возвращает итератор, указывающий на первый элемент, не меньший указанному значению. Если таких элементов нет, то функция вернет итератор, указывающий на позицию за последним элементом последовательности.

Ниже приведен пример кода, иллюстрирующий использование функции lower_bound:

#include <algorithm>#include <vector>#include <iostream>int main() {std::vector<int> numbers = {1, 3, 5, 7, 9, 11};int target = 6;auto it = std::lower_bound(numbers.begin(), numbers.end(), target);if (it != numbers.end()) {std::cout << "Найдено значение " << *it << " на позиции " << (it - numbers.begin()) << std::endl;} else {std::cout << "Значение " << target << " не найдено" << std::endl;}return 0;}

Работа lower_bound

При вызове функции lower_bound передается диапазон элементов и значение, которое требуется найти. Функция возвращает итератор на первый элемент, который не меньше значения. Если такого элемента нет, то возвращается итератор на конец диапазона.

Пример использования:

std::vector<int> vec = {1, 3, 5, 7, 9};int target = 6;auto it = std::lower_bound(vec.begin(), vec.end(), target);if (it != vec.end()) {std::cout << "Найден элемент " << *it << std::endl;} else {std::cout << "Элемент не найден" << std::endl;}

В данном примере функция lower_bound будет искать позицию первого элемента, который не меньше 6, в векторе vec. В результате работы функции, указатель it будет указывать на элемент со значением 7.

Функция lower_bound применяется для оптимизации поиска значения в отсортированном контейнере. Она оказывается очень полезной при работе с большими массивами данных, так как применение функции lower_bound позволяет сократить время поиска и выполнить его за логарифмическое время.

Как использовать lower_bound в c++

Функция lower_bound в C++ используется для поиска первого элемента в отсортированном диапазоне, который больше или равен указанному значению. Она имеет следующий синтаксис:

iterator lower_bound (iterator first, iterator last, const T& val);

Где:

• first и last — итераторы, указывающие на начало и конец диапазона, в котором нужно произвести поиск.
• val — значение, которое нужно найти в диапазоне.

Функция lower_bound возвращает итератор на первый элемент в диапазоне, который не меньше указанного значения. Если такой элемент не найден, функция возвращает итератор, указывающий на конец диапазона.

Пример использования функции lower_bound для поиска элемента val в отсортированном векторе:

// Использование lower_bound#include <iostream>#include <vector>#include <algorithm>int main() {std::vector<int> v = {1, 2, 4, 4, 6, 8};int val = 4;auto it = std::lower_bound(v.begin(), v.end(), val);if (it != v.end() && *it == val) {std::cout << "Element " << val << " found at position: " << std::distance(v.begin(), it) << std::endl;} else {std::cout << "Element " << val << " not found in the vector." << std::endl;}return 0;}

Element 4 found at position: 2