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c++ lower_bound用法_c++二分查找第一个大于等于的值

冰火之心

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发布时间:2026-01-19 06:05:29

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来源于php中文网

原创

lower_bound用于在升序区间查找首个≥target元素的迭代器,需配合!=end()判断存在性,时间复杂度O(log n),误用常见于未排序数据、越界或类型不匹配。

c++ lower_bound用法_c++二分查找第一个大于等于的值

lower_bound 查找第一个 ≥ target 的位置

lower_bound 是 C++ 标准库中用于二分查找的函数,作用是在已排序的区间内找到第一个不小于 target(即 ≥ target)的元素迭代器。它要求输入范围必须是升序排列,否则行为未定义。

常见误用是把它当成“查找是否存在”,其实它只返回位置;若要判断存在性,得配合 != end() 检查。

  • 头文件:#include
  • 适用容器:所有支持随机访问迭代器的有序序列,如 std::vectorstd::array、原生数组
  • 时间复杂度:O(log n),比手写循环或线性查找快得多
  • 注意:不是 std::set::lower_bound —— 后者是成员函数,接口和性能略有不同

基本调用形式与参数含义

最常用重载签名是:

std::lower_bound(first, last, value)

其中:

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  • firstlast 是左闭右开区间,比如 v.begin(), v.end()
  • value 是待查找的目标值,类型需能与容器元素比较(通常要求 operator 可用)
  • 返回值是迭代器,指向第一个满足 *it >= value 的位置;若不存在,返回 last

如果自定义比较逻辑(比如降序或结构体字段),需传入第 4 个参数:comp,例如:

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下载
std::lower_bound(v.begin(), v.end(), x, [](int a, int b) { return a > b; }); // 降序下的 lower_bound

常见错误:越界、未排序、类型不匹配

这三个问题占实际调试中 80% 以上的 lower_bound 故障:

  • 对未排序数据调用 → 结果不可预测,可能返回任意位置(不是报错!)
  • std::lower_bound(arr, arr + n, x)n == 0 → 返回 arr + 0,解引用前必须检查是否等于 last
  • 容器元素是 pair,却直接传 int 值查找 → 编译失败,因为无法隐式转换;应传 pair 或自定义比较器
  • std::lower_boundstd::set → 虽然能编译,但效率差(O(n) 迭代器移动),应改用 s.lower_bound(x)

获取下标、判断存在、避免崩溃的惯用写法

实际工程中,几乎从不直接解引用返回的迭代器,而是先转下标或判空:

auto it = std::lower_bound(v.begin(), v.end(), x);
if (it != v.end()) {
    size_t pos = it - v.begin(); // 安全获得下标
    std::cout << "found at index " << pos << "\n";
} else {
    std::cout << "not found\n";
}

更紧凑的写法(尤其在算法题中):

int pos = std::lower_bound(v.begin(), v.end(), x) - v.begin();
if (pos < v.size() && v[pos] == x) { /* 找到精确匹配 */ }

注意:仅当需要「等于」时才检查 v[pos] == xlower_bound 本身只保证 ≥,不保证相等。

边界情况最容易被忽略的是空容器和全小于 target 的情况——这两种都返回 end(),必须统一处理,不能假设一定有结果。

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