std::ranges::binary_search

template< std::forward_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
          class T, class Proj = std::identity,
          std::indirect_strict_weak_order
              <const T*, std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less >
constexpr bool binary_search( I first, S last, const T& value,
                              Comp comp = {}, Proj proj = {} );

template< std::forward_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
          class Proj = std::identity,
          class T = std::projected_value_t<I, Proj>,
          std::indirect_strict_weak_order
              <const T*, std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less >
constexpr bool binary_search( I first, S last, const T& value,
                              Comp comp = {}, Proj proj = {} );

template< ranges::forward_range R,
          class T, class Proj = std::identity,
          std::indirect_strict_weak_order
              <const T*, std::projected<ranges::iterator_t<R>,
                                        Proj>> Comp = ranges::less >
constexpr bool binary_search( R&& r, const T& value,
                              Comp comp = {}, Proj proj = {} );

template< ranges::forward_range R,
          class Proj = std::identity,
          class T = std::projected_value_t<ranges::iterator_t<R>, Proj>,
          std::indirect_strict_weak_order
              <const T*, std::projected<ranges::iterator_t<R>,
                                        Proj>> Comp = ranges::less >
constexpr bool binary_search( R&& r, const T& value,
                              Comp comp = {}, Proj proj = {} );

为使 ranges::binary_search 成功，范围 [first, last) 必须至少相对于 value 部分有序，即必须满足以下所有要求：

• 相对于 std::invoke(comp, std::invoke(proj, element), value) 进行了划分（即所有表达式为 true 的投影元素先于所有表达式为 false 的元素）。
• 相对于 !std::invoke(comp, value, std::invoke(proj, element)) 进行了划分。
• 对于所有元素，如果 std::invoke(comp, std::invoke(proj, element), value) 为 true，则 !std::invoke(comp, value, std::invoke(proj, element)) 必为 true。

完全排序的范围满足这些条件。

本页描述的函数式实体是 算法函数对象（非正式名称为 niebloids），即：

• 在调用它们时，不能显式指定模板参数列表。
• 它们对实参依赖查找不可见。
• 当它们中的任何一个通过普通无限定查找作为函数调用运算符左侧的名称被发现时，实参依赖查找被禁止。

参数

返回值

如果找到等于 value 的元素则返回 true ，否则返回 false 。

复杂度

执行的比较和投影次数与 first 和 last 之间的距离成对数关系（最多进行 log 2 (last - first) + O(1) 次比较和投影）。然而，对于不满足 std::random_access_iterator 要求的迭代器-哨位对，迭代器递增次数是线性的。

注释

std::ranges::binary_search 在找到投影值等于 value 的元素时不会返回指向该元素的迭代器。若需要获取迭代器，应改用 std::ranges::lower_bound 。

可能的实现

struct binary_search_fn
{
    template<std::forward_iterator I, std::sentinel_for<I> S,
             class Proj = std::identity, class T = std::projected_value_t<I, Proj>,
             std::indirect_strict_weak_order
                 <const T*, std::projected<I, Proj>> Comp = ranges::less>
    constexpr bool operator()(I first, S last, const T& value,
                              Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        auto x = ranges::lower_bound(first, last, value, comp, proj);
        return (!(x == last) && !(std::invoke(comp, value, std::invoke(proj, *x))));
    }
    template<ranges::forward_range R, class Proj = std::identity,
             class T = std::projected_value_t<ranges::iterator_t<R>, Proj>,
             std::indirect_strict_weak_order
                 <const T*, std::projected<ranges::iterator_t<R>,
                                           Proj>> Comp = ranges::less>
    constexpr bool operator()(R&& r, const T& value, Comp comp = {}, Proj proj = {}) const
    {
        return (*this)(ranges::begin(r), ranges::end(r), value,
                       std::move(comp), std::move(proj));
    }
};
inline constexpr binary_search_fn binary_search;

示例

#include <algorithm>
#include <cassert>
#include <complex>
#include <iostream>
#include <ranges>
#include <vector>
int main()
{
    constexpr static auto haystack = {1, 3, 4, 5, 9};
    static_assert(std::ranges::is_sorted(haystack));
    for (const int needle : std::views::iota(1)
                          | std::views::take(3))
    {
        std::cout << "正在搜索 " << needle << ": ";
        std::ranges::binary_search(haystack, needle)
            ? std::cout << "找到 " << needle << '\n'
            : std::cout << "未找到！\n";
    }
    using CD = std::complex<double>;
    std::vector<CD> nums{{1, 1}, {2, 3}, {4, 2}, {4, 3}};
    auto cmpz = [](CD x, CD y){ return abs(x) < abs(y); };
    #ifdef __cpp_lib_algorithm_default_value_type
        assert(std::ranges::binary_search(nums, {4, 2}, cmpz));
    #else
        assert(std::ranges::binary_search(nums, CD{4, 2}, cmpz));
    #endif
}

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另见