std::lower_bound 更可靠因其封装了边界处理、迭代器类型适配和自定义比较逻辑;手写易出错,如整数溢出(应改用 left + (right - left) / 2 或 std::midpoint)、误判存在性(需检查 *it == target)、混淆容器特性(map/set 应直接调用成员函数)等。

std::lower_bound 为什么比手写二分更可靠
因为边界处理、迭代器类型、自定义比较逻辑全被标准库封装好了,手写容易在 left 和 <code>left 之间反复横跳,一不留神就死循环或越界。
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- 优先用
std::lower_bound(返回第一个 ≥ target 的位置)或std::upper_bound(第一个 > target),别自己推 while 循环 - 确保传入的是随机访问迭代器(
std::vector、std::array可以,std::list不行) - 如果要查是否存在,别只看返回值是否等于
end(),还要确认 *it == target ——lower_bound找到的是“下界”,不保证相等 - 自定义比较时,必须和排序用的谓词完全一致,否则行为未定义;比如排序用了
std::greater<int>()</int>,查找时也得传同样的
std::vector<int> v = {1, 2, 4, 4, 5};
auto it = std::lower_bound(v.begin(), v.end(), 4);
if (it != v.end() && *it == 4) {
// 找到了
}手写二分时 mid 计算怎么不溢出
直接写 mid = (left + right) / 2 在 left 和 right 都接近 INT_MAX 时会整数溢出,结果变成负数,后续访问直接 UB。
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- 一律改用
mid = left + (right - left) / 2,无符号或有符号都安全 - 如果用
size_t或其他无符号类型,注意left > right会导致极大正数(不是负数),循环条件必须严格检查 - 用
std::midpoint(C++20)最省心,它专门处理了所有整型/指针类型的溢出问题
在 std::map 或 std::set 里找元素,还用二分吗
不用。它们底层是红黑树,find()、count()、lower_bound() 等成员函数本身就是对数时间复杂度,且已针对树结构优化过路径和缓存局部性,比在 vector 上跑 std::lower_bound 还快(少一次内存跳转)。
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- 别把
std::map的 key 拷出来塞进 vector 再二分——多此一举,还多一次 O(n) 拷贝 - 如果需要按 value 查,说明数据结构选错了;考虑用
std::unordered_map反向索引,或用std::vector<:pair></:pair>+ 排序 +std::lower_bound -
std::map::lower_bound返回的是迭代器,不是偏移量,别和std::lower_bound的返回类型混淆
二分查找失败时返回什么值,怎么判断
标准库函数统一返回“插入点”:即第一个不满足 comp(element, value) 的位置,也就是若插入 value,应放在该迭代器处。它不返回 -1 或 nullptr,这点和很多手写版本不同。
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- 失败时返回值等于容器的
end(),这是唯一可靠的判断方式;不要检查 *it 是否合法,先判it != container.end() - 如果要用下标,用
std::distance(container.begin(), it),别假设是 int 偏移——尤其在 deque 或自定义容器中 - 手写版本如果返回 -1,记得调用方必须显式检查,而标准库的迭代器风格让错误更难被忽略
二分本身不难,难的是和容器、迭代器、比较逻辑、有符号/无符号类型、C++ 版本特性这些细节咬合时,哪一环松了都会静默出错。特别是 std::lower_bound 的语义和手写习惯反直觉——它不保证找到相等元素,只保证位置正确。










