计算 std::set 中低于给定值的元素

Question

我需要找出有多少元素低于 std::set 中的给定元素。

我认为正确使用的函数是 std::lower_bound，其中 returns 是指向大于或等于给定元素的第一个元素的迭代器....所以此迭代器的索引是我在找什么...但我无法从迭代器中找到索引：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <set>

int main()
{
    std::set<int> mySet;
    mySet.insert( 1 );
    mySet.insert( 2 );
    mySet.insert( 3 );
    mySet.insert( 4 );

    std::set<int>::const_iterator found = std::lower_bound( mySet.begin(), mySet.end(), 2 );

    if ( found != mySet.end() )
        std::cout << "Value 2 was found at position " << ( found - mySet.begin() ) << std::endl;
else
        std::cout << "Value 2 was not found" << std::endl;
}

这不编译：

16:63: error: no match for 'operator-' (operand types are 'std::set<int>::const_iterator {aka std::_Rb_tree_const_iterator<int>}' and 'std::set<int>::iterator {aka std::_Rb_tree_const_iterator<int>}')
16:63: note: candidates are:
In file included from /usr/include/c++/4.9/vector:65:0,
                 from /usr/include/c++/4.9/bits/random.h:34,
                 from /usr/include/c++/4.9/random:49,
                 from /usr/include/c++/4.9/bits/stl_algo.h:66,
                 from /usr/include/c++/4.9/algorithm:62,
                 from 3:

使用 std::vector 代替 std::set 有效 perfectly。

看起来运算符 - 对 std::set::iterator 无效。为什么？那么，您如何轻松地（不调用 std::previous 或 std::next 直到达到边界...这效率不高）找到给定迭代器在容器中的位置？如果不能，那么我可以使用什么替代方法来查找给定元素的索引...？

Answer 1

Looks like operator- is not valid for a std::set::iterator. Why?

事实上，std::set::iterator::operator-() 的实现不能以恒定的复杂度存在，因为元素在内存中不连续。

Then, how can you easily (without calling std::previous or std::next until bound is reached...this would not be efficient) find the position of a given iterator in the container?

你不能，std::set::iterator 不是 RandomAccessIterator. See std::distance() 文档：

Complexity

Linear.

If you can't, then what alterantive can I use to find the index of a given element...?

我建议在不必计算迭代器距离的情况下对元素进行计数：std::count_if() 可以帮助我们：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <set>

int main()
{
    std::set<int> mySet;
    mySet.insert( 1 );
    mySet.insert( 2 );
    mySet.insert( 3 );
    mySet.insert( 4 );

    const std::size_t lower_than_three = std::count_if(
         std::begin(mySet)
        , std::end(mySet)
        , [](int elem){ return elem < 3; } );
    std::cout << lower_than_three << std::endl;    
}

Demo

Answer 2

您可以为此使用以下代码：

#include <algorithm>
#include <set>
#include <iostream>

int main()
{
    std::set<int> mySet;
    mySet.insert( 1 );
    mySet.insert( 2 );
    mySet.insert( 3 );
    mySet.insert( 4 );

    std::set<int>::const_iterator found = std::lower_bound( mySet.begin(), mySet.end(), 2 );
    std::size_t dist = std::distance(found, mySet.end());
    std::cout << "Number of lower bound elements: " << dist << std::endl;
}

Answer 3

因为 std::set::iterator 是 BidirectionalIterator 我们不能减去它，除非我们使用减量运算符。不过，我们可以做的只是遍历集合并计算迭代次数，直到我们达到的数字大于我们正在寻找的数字。

std::set<int> mySet;
// fill values
int counter = 0;
for (auto it = mySet.begin(), *it < some_value && it != mySet.end(); ++it)
{
    if (e < some_value)
        counter++;
}

这是最糟糕的 mySet.size() 迭代，它是处理双向迭代器时所能达到的最快速度。

另请注意std::lower_bound does not have O(log N) complexity since we are not using a RandomAccessIterator。当使用非 RandomAccessIterator 时，它具有线性复杂度。

Answer 4

扩展所有现有答案 - 您始终可以编写自己的 operator-。

template<class T, class = typename 
    std::enable_if<
    std::is_same<
    typename T::iterator_category,
    std::bidirectional_iterator_tag
>::value>::type>
typename std::iterator_traits<T>::difference_type operator-(const T& a, const T& b)
{
    return std::distance(b, a);
}

Answer 5

进行下限搜索的正确方法是使用 std::set's own lower_bound function，它专门设计用于处理这种排序的、关联的、非随机访问的容器。

所以，而不是这个：

std::lower_bound( mySet.begin(), mySet.end(), 2 );

使用这个：

mySet.lower_bound(2);

这是容器大小的对数，比好得多（它不知道比较器的排序，因此必须访问所有节点，因此是线性的） .

但是，你也必须从开始到下界使用std::distance，这不仅是线性的，而且在实践中也必然是"slow"（由于非随机访问） .

似乎是最优的，因为您不想简单地找到下限，而是找到它与容器 "start" 的距离。

计算 std::set 中低于给定值的元素

Count elements lower than a given value in a std::set

c++

stl

set