讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

C++如何实现二分查找的左边界和右边界

大萱姑娘_9713

大萱姑娘_9713

发布时间:2026-05-29 20:04:23

|

928人浏览过

|

来源于php中文网

原创

左边界是第一个≥target的位置,需在nums[mid]==target时令r=mid−1继续左搜;右边界是最后一个≤target的位置,等价于upper_bound返回值减1;二者均推荐闭区间[l,r]实现,且应独立两次二分。

c++如何实现二分查找的左边界和右边界

二分查找左边界:lower_bound 的手写逻辑

左边界指第一个 ≥ target 的位置,标准库 std::lower_bound 返回的就是这个,但手写时容易错在循环条件和边界更新上。

关键点是:当 nums[mid] == target 时,不能直接返回,要继续往左搜(r = mid - 1),因为目标是“最左边那个”。

常见错误现象:return mid 或 l = mid + 1 导致跳过左边界;用 l 却没处理最终 <code>l > r 时的返回值。

  • 推荐使用闭区间 [l, r],初始 l = 0, r = nums.size() - 1
  • 循环条件必须是 l ,退出时 <code>l 恰好是左边界位置(即使越界)
  • 每次 mid = l + (r - l) / 2,避免整型溢出
  • 若 nums[mid] >= target,则 r = mid - 1;否则 l = mid + 1
  • 最后检查 l 是否在 [0, nums.size()) 内且 nums[l] == target,否则说明不存在

二分查找右边界:upper_bound 的手写逻辑

右边界指最后一个 ≤ target 的位置,等价于标准库 std::upper_bound 返回位置减一。它不是“第一个 > target”,而是“最后一个 == target”——这点常被混淆。

立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;

手写时最易错的是把右边界当成 lower_bound 的变体而只改一个符号,结果逻辑断裂。

C++14
C++14

C++14 对 C++11 的修正与增强版本,适合旧系统维护和较老工具链兼容。

下载
  • 仍用闭区间 [l, r],但判断分支相反:当 nums[mid] 时,<code>l = mid + 1(向右收缩)
  • 循环退出后,r 就是右边界位置(因为每次满足条件都把 l 推过去,r 停在最后一个合法位置)
  • 必须验证 r >= 0 && nums[r] == target,否则 target 不存在或全小于它
  • 注意:upper_bound 标准行为是返回第一个 > target 的位置,所以手写右边界 = std::upper_bound(...) - 1

左右边界合并实现:一次二分还是两次?

两次独立二分(先找左、再找右)更清晰、不易出错,时间复杂度仍是 O(log n),实际性能损失可忽略。

试图“一次遍历同时维护左右”看似节省,但逻辑膨胀、分支爆炸,调试成本远高于多一次 log n 查找。

  • 不要共享 l/r 变量,左右边界搜索的收缩方向完全相反
  • 如果数组极小(比如 n ),线性扫描反而更快,二分优势在 <code>n > 100 以上才稳定
  • 对已知 target 一定存在的情况,可省略边界有效性检查,但生产代码建议保留
  • C++20 起可用 std::ranges::lower_bound 和 std::ranges::upper_bound,支持自定义迭代器和谓词,更安全

边界查找的典型误用场景

最常踩坑的是把左/右边界函数直接用于插入位置计算,却忘了它们返回的是索引而非偏移量。

例如:想在有序数组中插入 target 并保持有序,用 lower_bound 得到的 pos 就是插入位置;但若误用 upper_bound,会导致重复元素插在错误一侧。

  • 插入不重复元素:用 lower_bound
  • 插入并允许重复:用 upper_bound 可让新元素排在所有相同元素之后
  • 统计 target 出现次数:先算 left = lower_bound,再算 right = upper_bound,结果为 right - left
  • 当数组为空或全小于/大于 target 时,lower_bound 返回 nums.size(),upper_bound 返回 0 —— 这些边界值必须显式处理,不能假设一定落在 [0, n) 内

左边界和右边界的核心差异不在代码长度,而在“收缩方向”与“终止状态”的绑定关系。写错一次,往往是因为没想清楚:我到底是在找“第一个满足条件的位置”,还是“最后一个满足条件的位置”——这个判断比 while 里写 l <= r 还重要。

热门AI工具

更多
DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

讯飞智作

讯飞智作是一款AI视频创作工具,AI文本配音工具,数字人课程、营销视频制作。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

Laper
Laper Hot

Laper是专为编剧、导演和制片人推出的 AI 原生剧本创作工具。

PixTV
PixTV Hot

PixTV是一款面向AIGC内容创作的AI视频生成工具。

WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

蛙蛙写作

一款AI论文写作工具,主要用于超级AI智能写作助手,适合需要提升相关任务效率的用户。

PixPix
PixPix Hot

PixPix是一款面向电商视觉生产的AI商品图生成工具。

讯飞绘文

讯飞绘文是一款由科大讯飞推出的一站式 AIGC 内容运营平台。

相关专题

更多
c++和c语言的区别有哪些
c++和c语言的区别有哪些

c++和c语言的区别:1、面向对象编程(OOP)支持不同;2、新增特性不同;3、标准库不同;4、编译方式不同;5、命名空间不同等等。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2248

2024.03.14

c++和python学习顺序推荐
c++和python学习顺序推荐

一般建议先学习C++,再学习Python,因为这样可以逐步从较为底层的编程语言向更高级的语言过渡。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1019

2024.03.14

python和c++学习性价比分析
python和c++学习性价比分析

Python易于学习,广泛应用于Web开发、数据科学和人工智能等领域,但性能较低。C语言性能高,适用于对性能要求较高的场景,如游戏开发和系统编程,但学习曲线陡峭,错误处理复杂。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

427

2024.03.14

c语言和c++一样吗
c语言和c++一样吗

c语言和c++是两种不同的编程语言,虽然有相似之处,但存在显著差异。c语言专注于过程式编程和系统级开发,以简洁、高效著称。c++作为c语言的超集,引入了面向对象编程,增强了代码组织和管理能力,但学习曲线也更陡峭。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。

327

2024.03.14

c语言和c++先学哪个好
c语言和c++先学哪个好

初学者选择学习c语言还是c++语言,需要根据个人学习目标、背景以及编程兴趣和预期应用方向来决定。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。

406

2024.03.14

c语言和c++的区别和联系
c语言和c++的区别和联系

c语言和c++是计算机科学领域应用广泛的编程语言。虽然它们有着相似的基础,但它们在语言类型、语法功能和内存管理方面存在着显著差异。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。

580

2024.03.14

c++软件中文更改教程
c++软件中文更改教程

对于 ide,可通过打开设置,找到语言设置,选择中文,并保存更改。对于非 ide 应用程序,可查找设置或选项,选择语言设置,更改为中文,并保存更改。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1409

2024.03.21

python和java和c++学习性价比分析
python和java和c++学习性价比分析

Python以其易学性、丰富的库和活跃的社区而著称,适合数据科学、人工智能和Web开发。Java以其跨平台性、企业级应用开发和Android应用开发而闻名。C++以其底层控制能力、高效性能和游戏开发而著称。选择哪种语言取决于个人兴趣、职业方向和特定需求。想了解更多python和java和c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1217

2024.03.22

OpenJDK JVM参数怎么调优
OpenJDK JVM参数怎么调优

Java应用运行缓慢,如何调整JVM参数?本专题介绍OpenJDK JVM性能调优的基本流程,涵盖性能指标确认、运行数据采集、内存配置和垃圾回收分析,帮助你先定位瓶颈,再通过对照测试验证效果,避免直接套用参数而影响应用稳定性。

0

2026.10.16

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++ Core Guidelines
C++ Core Guidelines

共0课时 | 0人学习

C++ Reference
C++ Reference

共0课时 | 0人学习

C++ 官方标准说明
C++ 官方标准说明

共0课时 | 0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
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