0

0

c++中如何实现二分查找算法_c++高效查找算法实现【核心】

穿越時空

穿越時空

发布时间:2026-03-08 12:20:01

|

627人浏览过

|

来源于php中文网

原创

std::lower_bound比手写二分更安全,因其自动处理边界条件、整数溢出和迭代器失效;c++20起可用std::midpoint避免回绕;查找失败时推荐返回迭代器或std::optional,避免无符号类型下-1转极大值的bug。

c++中如何实现二分查找算法_c++高效查找算法实现【核心】

std::lower_bound 为什么比手写二分更安全

因为边界条件、溢出、迭代器失效这些坑,std::lower_bound 全部帮你兜底了。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。

  • 它要求容器已排序(升序),且支持随机访问迭代器(vectorarray 可用,list 不行)
  • 返回第一个 ≥ 目标值的迭代器,没找到就返回 end(),不用自己判空
  • 内部用的是半开区间 [first, last),和绝大多数 STL 算法一致,不会因闭区间习惯出错
  • 整数下标场景下,别直接用 int 算中点:mid = (left + right) / 2 可能溢出;std::lower_bound 内部用 std::distance 安全处理

手写二分时 mid 计算必须用 left + (right - left) / 2

不是为了“看起来高级”,是防止 leftright 都接近 INT_MAX 时加法溢出 —— 这种溢出不报错,但结果变成负数,后续下标访问直接 UB(未定义行为)。

  • 错误写法:mid = (left + right) / 2
  • 正确写法:mid = left + (right - left) / 2
  • 如果用 size_t 或其他无符号类型,还得多一层检查:right >= left,否则 right - left 会回绕成极大正数
  • C++20 起可用 std::midpoint(left, right),它自动处理有/无符号、溢出、指针等所有情况

查找失败时返回什么值最容易引发逻辑 bug

很多人默认返回 -1,但在无符号类型(如 size_t)上下文中,-1 会变成极大正数(如 18446744073709551615),后续用作索引或比较时悄无声息地出错。

Veed AI Voice Generator
Veed AI Voice Generator

Veed推出的AI语音生成器

下载
  • 统一用有符号整型(如 int)做返回值,或直接返回迭代器(推荐)
  • 若必须返回下标,检查调用方是否可能将返回值赋给 size_t:比如 auto idx = binary_search(...); vector.at(idx); —— 这里 idx-1 就崩了
  • 更稳妥的做法是返回 std::optional<size_t></size_t>(C++17+),调用方必须显式判断是否有值

std::binary_search 只告诉你“在不在”,但你往往需要位置

std::binary_search 返回 bool,适合纯存在性判断;但多数真实场景要的是下标、插入点或范围(比如找所有等于某值的元素)。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 要下标:用 std::lower_bound,然后减去 begin() 得到索引
  • 要插入位置(保持有序):std::lower_bound 的返回迭代器就是该插的位置
  • 要找一段相等值:配合 std::upper_bound[lower_bound, upper_bound) 就是完整区间
  • 注意:三个函数都要求严格升序;如果容器是降序,得传 std::greater() 作为比较器,否则行为未定义

边界条件、迭代器有效性、类型符号性 —— 这些地方不写注释、不加断言、不测极端输入,上线后出问题根本看不出哪来的。

相关文章

c++速学教程(入门到精通)
c++速学教程(入门到精通)

c++怎么学习?c++怎么入门?c++在哪学?c++怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了c++速学教程(入门到精通),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

970

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

605

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

294

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

212

2025.08.29

页面置换算法
页面置换算法

页面置换算法是操作系统中用来决定在内存中哪些页面应该被换出以便为新的页面提供空间的算法。本专题为大家提供页面置换算法的相关文章,大家可以免费体验。

489

2023.08.14

JavaScript浏览器渲染机制与前端性能优化实践
JavaScript浏览器渲染机制与前端性能优化实践

本专题围绕 JavaScript 在浏览器中的执行与渲染机制展开,系统讲解 DOM 构建、CSSOM 解析、重排与重绘原理,以及关键渲染路径优化方法。内容涵盖事件循环机制、异步任务调度、资源加载优化、代码拆分与懒加载等性能优化策略。通过真实前端项目案例,帮助开发者理解浏览器底层工作原理,并掌握提升网页加载速度与交互体验的实用技巧。

28

2026.03.06

Rust内存安全机制与所有权模型深度实践
Rust内存安全机制与所有权模型深度实践

本专题围绕 Rust 语言核心特性展开,深入讲解所有权机制、借用规则、生命周期管理以及智能指针等关键概念。通过系统级开发案例,分析内存安全保障原理与零成本抽象优势,并结合并发场景讲解 Send 与 Sync 特性实现机制。帮助开发者真正理解 Rust 的设计哲学,掌握在高性能与安全性并重场景中的工程实践能力。

68

2026.03.05

PHP高性能API设计与Laravel服务架构实践
PHP高性能API设计与Laravel服务架构实践

本专题围绕 PHP 在现代 Web 后端开发中的高性能实践展开,重点讲解基于 Laravel 框架构建可扩展 API 服务的核心方法。内容涵盖路由与中间件机制、服务容器与依赖注入、接口版本管理、缓存策略设计以及队列异步处理方案。同时结合高并发场景,深入分析性能瓶颈定位与优化思路,帮助开发者构建稳定、高效、易维护的 PHP 后端服务体系。

164

2026.03.04

AI安装教程大全
AI安装教程大全

2026最全AI工具安装教程专题:包含各版本AI绘图、AI视频、智能办公软件的本地化部署手册。全篇零基础友好,附带最新模型下载地址、一键安装脚本及常见报错修复方案。每日更新,收藏这一篇就够了,让AI安装不再报错!

84

2026.03.04

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C# 教程
C# 教程

共94课时 | 10.8万人学习

C 教程
C 教程

共75课时 | 5.2万人学习

C++教程
C++教程

共115课时 | 20.9万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号