Question

最近，在处理C ++中的编程问题时，我遇到了一些有趣的东西。我的算法使用了一个非常大的集合，并且会在其上使用std :: lower_bound很多次。然而，在提交我的解决方案之后，与我在纸上做的数学证明我的代码足够快，它最终变得太慢了。代码看起来像这样：

using namespace std;

set<int> s;
int x;

//code code code

set<int>::iterator it = lower_bound(s.begin(),s.end(),x);

然而，在从一个伙伴那里得到一个使用set :: lower_bound的提示之后，所讨论的算法比以前更快地工作了waaaaaaaay，它跟着我的数学。更改后的二进制搜索：

set<int>::iterator it = s.lower_bound(x);

我的问题是这两者之间的区别是什么？为什么一个人工作得多，比另一个人快得多？是不是low_bound应该是具有复杂度O（log2（n））的二元搜索函数？在我的代码中，它最终比那更慢。

Answer 1

std::set通常实现为自平衡树，其中包含一些类似列表的结构。知道了这个结构，std::set::lower_bound将遍历树，知道树结构的属性。这里的每一步都意味着遵循左或右子分支。

std::lower_bound需要运行类似于对数据进行二进制搜索的操作。但是，由于std::set::iterator是双向的，因此速度要慢得多，需要在已检查的元素之间进行大量增量。因此，元素之间的工作更加激烈。在这种情况下，算法将检查A和B之间的元素，然后调整A或B中的一个，找到它们之间的元素，然后重复。

Answer 2

std::lower_bound是泛型二进制搜索算法，适用于大多数STL容器。 set::lower_bound旨在与std::set一起使用，因此它利用了std::set的独特属性。

由于std::set通常被实现为红黑树，可以想象std::lower_bound遍历所有节点，而set::lower_bound只是遍历树。

Answer 3

std::lower_bound始终保证O(log n) 比较，如果传递O(log n)，则只保证RandomAccessIterator时间，而不仅仅是ForwardIterator它不提供常数时间std::advance。

同一算法的std::set::lower_bound实现能够使用结构的内部细节来避免这个问题。

Answer 4

阅读std：lower_bound的API后： std:lower_bound

在非随机访问迭代器上，迭代器进展产生了平均N的额外线性复杂度。

我认为STL集正在使用非随机访问迭代器，因此如果在STL集上使用它不会进行O（lg N）二进制搜索

C ++ std :: lower_bound和std :: set :: lower_bound之间的区别？

4 个答案: