使用 STL 查找小于当前元素的最大元素答案

【问题标题】：Find largest element smaller than current with STL使用 STL 查找小于当前元素的最大元素
【发布时间】：2015-03-11 14:44:35
【问题描述】：

在排序容器中是否有一个单行来查找小于某个元素 x 的最大元素？我基本上对任何可以给我一个指向小于 x 的最大元素的迭代器的代码感兴趣。

我知道如何自己编写代码，但希望有一个库函数...

编辑：也许我应该在这里澄清一下，我想到的我自己编写代码的版本是基于二进制搜索的，因此在 O(log n) 时间内运行。我需要为包含数百万个元素的列表计算此值。

【问题讨论】：

std::max_element(container.begin(), std::lower_bound(container.begin(), container.end(), x));
这是 O(log n) 复杂度，任何基于二进制搜索的方法都可以提供吗？（即我自己编写的版本，因为容器已排序）
这会更快，即使不是那么优雅：auto bound = std::lower_bound(container.begin(), container.end()); if (bound != container.begin()) --bound; else bound = container.end();} 基本上，找到一个元素的位置 x 或更大，降低一个位置（注意边缘条件） .这只会执行一次二分搜索。
@JT1 用于排序容器，是的，提供的解决方案是 O(log(n))

标签： c++11 stl

【解决方案1】：

由于您的容器已排序，因此您可以在以大于最大值的第一个元素结尾的范围上使用 std::max_element，使用带有 lambda 的 std::find_if 或 std::lower_bound 来获取此范围：

int main()
{
    std::set<int> s{ 3, 1, -14, 1, 5, 9 }; 
    std::set<int>::iterator result;

    int max_value = 6;
    result = std::max_element(std::begin(s), std::find_if(std::begin(s), std::end(s), [&](int i) { return i >= max_value; } ) );
    std::cout << "max element is: " << *result;
}

输出：

最大元素为：5

Live Demo

或者std::lower_bound：

int main()
{
    std::set<int> s{ 3, 1, -14, 1, 5, 9 }; 
    std::set<int>::iterator result;

    int max_value = 6;
    result = std::max_element(std::begin(s), std::lower_bound(std::begin(s), std::end(s), max_value)) ;
    std::cout << "max element is: " << *result;
}

Live Demo

【讨论】：

这些 sn-ps 假设总有一个元素小于 max_value。否则返回容器中的最小元素：max_value = -20 // => result -14

【解决方案2】：

你可以使用

lower_bound(container.begin(), container.end(), currentElement);

现在，如果它与container.begin() 不同，那么有一个元素比您当前的元素小，只需减去一个即可。如果你确定总会有这样的元素，那就去做吧

lower_bound(container.begin(), container.end(), currentElement) - 1;

编辑：当然，我假设您的迭代器是双向的。

【讨论】：

【解决方案3】：

假设您的数据在整数集合s 中，您可以找到小于 x 的最大元素，如下所示：

auto it = s.lower_bound( x ); // s.lower_bound has a complexity of O(logn)
if( it == s.begin() )
{
    std::cout << "No element found" << "\n";
}
else
{
    --it;
    std::cout << *it << "\n";
}

lower_bound 本质上返回一个迭代器it 指向最小元素>= x。因此，它只是先前的指针--it 将指向最大的元素< x。这种方法的复杂性是O(log n)。

【讨论】：

【解决方案4】：

将prev() 与lower_bound() 结合使用

mycontainer.lower_bound(int_val) 将迭代器返回到等于或大于 int_val 的数字
*prev(mycontainer.lower_bound(int_val)) 返回容器中 int_val 之前的值

作为防御性检查，首先验证它不在容器的开头：

int result = -1, target = 15;
set<int> _container;
auto _iterator = _container.lower_bound(target);
if(_iterator != _container.begin())
   result = *std::prev(_iterator);

【讨论】：