std::ranges::binary_search

在标头 `<algorithm>` 定义

调用签名
template< std::forward_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class T, class Proj = std::identity, std::indirect_strict_weak_order< const T*, std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less > constexpr bool binary_search( I first, S last, const T& value, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(1)	(C++20 起)
template< ranges::forward_range R, class T, class Proj = std::identity, std::indirect_strict_weak_order< const T*, std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Comp = ranges::less > constexpr bool binary_search( R&& r, const T& value, Comp comp = {}, Proj proj = {} );	(2)	(C++20 起)

1) 检查等价于 value 的元素是否在范围 [first, last) 内出现。

2) 同 (1) ，但以 r 为源范围，如同以 ranges::begin(r) 为 first 并以 ranges::end(r) 为 last 。

对于需要成功的 ranges::binary_search ，范围 [first, last) 必须至少以相对 value 部分有序，即他必须满足下列要求：

相对于 std::invoke(comp, std::invoke(proj, element), value) 已划分（即该表达式对其为 true 的所有元素在该表达式对其为 false 的所有元素之前）
相对于 !std::invoke(comp, value, std::invoke(proj, element)) 已划分
对于所有元素，若 std::invoke(comp, std::invoke(proj, element), value) 为 true 则 !std::invoke(comp, value, std::invoke(proj, element)) 为 true 。

完全排序的范围符合这些判别标准。

此页面上描述的仿函数实体是 niebloid，即：

调用它们中的任何一个时不能显式指定模板实参。
它们都不对实参依赖查找可见。
在通过函数调用运算符左侧的名字进行无限定查找，找到它们之一时，禁止实参依赖查找。

实际上，它们能以函数对象，或者某些特殊编译器扩展实现。

参数

first, last	-	要检验的元素范围
r	-	要检验的元素范围
value	-	与元素比较的值
comp	-	应用到投影后元素的比较函数
proj	-	应用到元素的投影

返回值

若找到等于 value 的元素则为 true ，否则为 false 。

复杂度

进行的比较与投影次数与 first 和 last 间的距离成对数（至多投影与比较 $log 2 (last - first) + O(1)$ 次）。然而，对于不实现 std::random_access_iterator 的迭代器，迭代器自增次数为线性。

可能的实现

struct binary_search_fn {
    template<std::forward_iterator I, std::sentinel_for<I> S, class T,
             class Proj = std::identity,
             std::indirect_strict_weak_order<
                 const T*,
                 std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less>
    constexpr bool
    operator()(I first, S last, const T& value, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        first = std::lower_bound(first, last, value, comp);
        return (!(first == last) && !(comp(value, *first)));
    }
 
    template<ranges::forward_range R, class T, class Proj = std::identity,
             std::indirect_strict_weak_order<
                const T*,
                std::projected<ranges::iterator_t<R>, Proj>> Comp = ranges::less>
    constexpr bool operator()(R&& r, const T& value, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), value,
                       std::ref(comp), std::ref(proj));
    }
};
 
inline constexpr binary_search_fn binary_search;

示例

运行此代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
 
int main()
{
    std::vector<int> haystack {1, 3, 4, 5, 9};
    std::vector<int> needles {1, 2, 3};
 
    for (auto needle : needles) {
        std::cout << "Searching for " << needle << '\n';
        if (ranges::binary_search(haystack, needle)) {
            std::cout << "Found " << needle << '\n';
        } else {
            std::cout << "no dice!\n";
        }
    }
}

输出：

Searching for 1
Found 1
Searching for 2
no dice!
Searching for 3
Found 3

参阅

ranges::equal_ranges (C++20)	返回匹配特定值的元素范围 (niebloid)
binary_search	确定元素是否存在于某范围中 (函数模板)

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符号索引
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