Де я можу отримати «корисний» алгоритм пошуку бінарного C ++?

Мені потрібен алгоритм бінарного пошуку, сумісний з контейнерами ST + C ++, щось подібне std::binary_searchдо <algorithm>заголовка стандартної бібліотеки , але мені він потрібен, щоб повернути ітератор, який вказує на результат, а не простий булевий сигнал, який повідомляє мені, чи існує елемент.

(Зі сторони, про що, мабуть, думав стандартний комітет, коли вони визначали API для binary_search ?!)

Моє головне занепокоєння тут полягає в тому, що мені потрібна швидкість двійкового пошуку, тому, хоча я можу знайти дані за допомогою інших алгоритмів, як було зазначено нижче, я хочу скористатися тим, що мої дані сортуються, щоб отримати переваги бінарного. пошук, а не лінійний пошук.

поки що lower_boundі upper_boundне вдасться, якщо дата відсутня:

//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

Примітка. Я також чудово використовую алгоритм, який не належить до простору імен std, якщо він сумісний з контейнерами. Як, скажімо, boost::binary_search.

Немає таких функцій, але ви можете написати просту за допомогою std::lower_bound, std::upper_boundабо std::equal_range.

Проста реалізація може бути

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
}

Іншим рішенням буде використання a std::set, яке гарантує впорядкування елементів та забезпечує метод, iterator find(T key)який повертає ітератор до заданого елемента. Однак ваші вимоги можуть бути не сумісні з використанням набору (наприклад, якщо вам потрібно зберігати один і той же елемент кілька разів).

Ви повинні подивитися std::equal_range. Він поверне пару ітераторів до діапазону всіх результатів.

Є їх набір:

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

Шукати:

• нижній_бійний
• верхній_бійний
• рівний_помаранчевий
• binary_search

Окрему записку:

Вони, напевно, думали, що пошук контейнерів може закінчити більше, ніж один результат. Але в випадковому випадку, коли вам просто потрібно перевірити наявність, оптимізована версія також буде непоганою.

Якщо std :: lower_bound занадто низький, щоб вам сподобалося, ви можете перевірити boost :: container :: flat_multiset . Це заміна, що випадає для std :: multiset, реалізована як відсортований вектор за допомогою двійкового пошуку.

Найкоротша реалізація, цікаво, чому вона не входить у стандартну бібліотеку:

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;
}

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

Перевірте цю функцію, qBinaryFind :

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

Здійснює двійковий пошук діапазону [початок, кінець) і повертає позицію виникнення значення. Якщо значення не відбувається, повернення закінчується.

Елементи в діапазоні [початок, кінець] повинні бути відсортовані у порядку зростання; див. qSort ().

Якщо є багато подій одного і того ж значення, будь-яке з них можна повернути. Використовуйте qLowerBound () або qUpperBound (), якщо вам потрібен тонший контроль.

Приклад:

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)

Функція включена в <QtAlgorithms>заголовок, який є частиною бібліотеки Qt .

std :: down_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;
}

Приклад: Розглянемо масив, A = [1,2,3,4,5,6,7,8,9] Припустимо, ви хочете шукати індекс 3 Спочатку, start = 0 і end = 9-1 = 8 Тепер , з початку <= кінця; середина = 4; (масив [середина], який дорівнює 5)! = 3 Тепер, 3 лежить зліва від середини як менший за 5. Отже, ми шукаємо лише ліву частину масиву Отже, тепер start = 0 і end = 3; mid = 2. Масив Since [середина] == 3, отже, ми отримали номер, який шукали. Отже, ми повертаємо його індекс, рівний середині.

Рішення, що повертає позицію всередині діапазону, може бути таким, використовуючи лише операції над ітераторами (воно повинно працювати, навіть якщо ітератор не є арифметичним):

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;

}