在std :: vector中进行二进制搜索

Question

我试图寻找向量元素在另一个向量中的位置。 在这里，我有兴趣使用像binary search一样快的实现。 我有不同的长度为100万或更多的向量，所以我想要更快地实现某些目标。

在我的情况下以下情况：

1）我正在搜索的vector被排序。

2）我正在寻找的元素总是存在的，即我没有的情况下not found ，我想获得向量元素的索引以更快的方式。

我尝试了以下代码来获取向量元素的索引。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

template<class Iter, class T>
Iter binary_find(Iter begin, Iter end, T val)
{
    Iter i = std::lower_bound(begin, end, val);
    return i;
}

int main() {
    std::vector<std::string> values = {"AAAAAA","AB", "AD" ,"BCD","CD", "DD" };
    std::vector<std::string> tests = {"AB", "CD","AD", "DD"};
    for(int i=0 ; i < tests.size(); i++) {
        int pos = binary_find(values.begin(), values.end(), tests.at(i))- values.begin();
    std::cout << tests.at(i) << " found at: " << pos <<std::endl;
    }
    return 0;
}  

我想知道代码是否与二进制搜索实现匹配。

是否有更快的方法来获取向量元素的索引？

任何进一步的建议，以改善此代码。

Answer 1

尽管未声明返回 void ， binary_find不会返回任何内容，因此它具有未定义的行为。

\n

在它被修复之后，并且 假设你没有关于向量的内容的特定知识而不是它被排序，二进制搜索是非常优化的。

但是，对于基于谓词的查找，其他数据结构比向量更快。 如果性能至关重要，您应该查看搜索树和哈希映射。 由于您的键是字符串，因此特别是尝试和定向非循环字图可能是有效的。 您可能想要衡量哪个最适合您的用例。

Answer 2

http://www.cpluplus.com说binary_search的行为相当于：

template <class ForwardIterator, class T>
bool binary_search (ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& val) {
    first = std::lower_bound(first, last, val);
    return (first != last && !(val < *first));
}

所以是的， lower_bound是你的首选武器。 但是当你采取差异时，你应该使用distance 。 因为，如果有更快的方式获取位置，它将被转入该功能。

至于其他改进，我建议使用C ++ 14的begin和end而不是调用只用于包装lower_bound的函数（并且无法正确返回值。）所以我编写这段代码的方式会看起来像：

auto pos = distance(lower_bound(begin(values), end(values), tests[i]), begin(values));

Answer 3

Q1：我想知道代码是否与二进制搜索实现相匹配。

是的 ，它（ 几乎 ）是。 检查std :: lower_bound ，其中指出：

复杂：

平均而言，第一个和最后一个之间距离的对数：执行大约log2（N）+1个元素比较（其中N是该距离）。 在非随机访问迭代器上，迭代器的进展产生了N平均额外的线性复杂度。

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Q2：有没有更快的方法来获取向量元素的索引。

这是一个相当广泛的问题。

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问题3：有关改进此代码的任何进一步建议。

Hello world， Code Review ！

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PS - 你甚至编译代码了吗？ 它提供了几条消息，例如：

warning: no return statement in function returning non-void [-Wreturn-type]

编译并启用警告，如下所示：

g++ -Wall main.cpp