c++中如何使用lower_bound_c++在有序序列中查找元素位置【详解】

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lower_bound 是返回第一个不小于给定值的元素迭代器的函数,要求容器已排序且比较规则一致;需检查 it != end() 再解引用,下标用 it – begin() 计算。

c++中如何使用lower_bound_c++在有序序列中查找元素位置【详解】

lower_bound 是什么,它不返回 bool

lower_bound 不是判断“是否存在”的函数,它返回的是一个迭代器(Iterator),指向序列中第一个不小于给定值的元素。如果所有元素都小于该值,就返回末尾迭代器(如 v.end())。很多人误以为它返回 bool 或下标,结果直接解引用失败或越界访问。

必须确保容器已排序,且用对比较规则

lower_bound 要求输入范围 [first, last) 严格升序(默认 operator),否则行为未定义——可能返回错误位置、崩溃,或看似正常但逻辑出错。若你用自定义比较(比如降序或结构体字段),lower_bound 的第三个参数必须与排序时用的比较器完全一致。

  • 升序 vector:直接用 std::lower_bound(v.begin(), v.end(), x)
  • 降序 vector:先用 std::sort(v.begin(), v.end(), std::greater()),再调用 std::lower_bound(v.begin(), v.end(), x, std::greater())
  • 自定义结构体:排序和查找都必须传同一个 Lambda,例如 [&](const auto& a, const auto& b) { return a.id

怎么拿到下标?别忘了迭代器减法

lower_bound 返回迭代器,不是整数下标。要转成位置索引,得用 it - container.begin()。注意:仅适用于支持随机访问的容器(vectorArray、原生数组);对 listforward_list 不能这么算,它们不支持常数时间迭代器减法。

std::vector v = {1, 3, 5, 5, 5, 7, 9}; auto it = std::lower_bound(v.begin(), v.end(), 5); int pos = it - v.begin(); // pos == 2,即第一个 5 的索引 if (it != v.end() && *it == 5) {     // 确实找到了值为 5 的元素 }

常见误用:忘记检查迭代器是否有效

直接解引用 lower_bound 返回的迭代器是危险的。它可能等于 end()(比如查一个比所有元素都大的数),此时解引用会 UB。每次使用前必须判断:

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  • it != container.end() 检查是否找到合法位置
  • 若需确认“等于”而非“不小于”,还得额外判断 *it == value
  • vector 上用 distance(begin(), it) 效率低(线性),不如 it - begin()

边界情况最易出错:空容器、全相等、目标值不存在于范围内——这些时候 it == end() 是常态,不是异常。

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