无法理解 C++ STL 中的 1 行代码 来源：Lower_Bound/Upper_Bound

Can't Understand 1 Line of Code in C++ STL Source: Lower_Bound/Upper_Bound

本文关键字：Bound 来源 Lower Upper 代码 C++ STL 中的      更新时间：2023-10-16

我正在编写一些代码来查找最后一个键，其值不超过 PHP 的给定整数。
例如，array（0=>1,1=>2,2=>3,3=>3,4=>4）。给定整数 3，我将找到键 3。（二叉搜索）

我在互联网上寻找了一些关于二进制搜索的参考资料。
我找到这个，即找到第一个键，其值不小于C++的给定整数。
它说： 

template <class _ForwardIter, class _Tp, class _Distance>
_ForwardIter __lower_bound(_ForwardIter __first, _ForwardIter __last,
                           const _Tp& __val, _Distance*) 
{
  _Distance __len = 0;
  distance(__first, __last, __len);
  _Distance __half;
  _ForwardIter __middle;
  while (__len > 0) {
    __half = __len >> 1;
    __middle = __first;
    advance(__middle, __half);
    if (*__middle < __val) {
      __first = __middle;
      ++__first;
      __len = __len - __half - 1;
    }
    else
      __len = __half;        //    <======this line
  }
  return __first;
}

那么，为什么使用"__len = __half;"而不是"__len = __half + 1;"？
"_middle"在每个循环中引用的键/值不会在这个二进制搜索过程中被遗忘并丢失吗？
我的意思是，似乎两个"__len"加起来不会成为完整的"__len"，似乎跳过了__middle

附注：我最初问题的PHP代码是：

$cid_start  = $count - 1;
$len        = $count;
while($len > 0){
    $half   = $len >> 1;
    $middle = $cid_start - $half;
    if($c_index[$middle][1] > $time_start){
        $cid_start = $middle - 1;
        $len       = len       - $half - 1;
    }else{
        $len       = $half + 1;
    }
}

会起作用吗？还是会出错？
当我在数组中找不到任何东西时，我如何获得 -1 或其他东西作为结果？

二叉搜索的算法非常简单。 

/**
 * Search $value in $array
 * Return the position in $array when found, -1 when not found
 * $array has numeric consecutive keys (0..count($array)-1)
 * $array is sorted ascending; this condition is mandatory for binary search
 * if $array is not sorted => the output is rubbish
 */
function search($value, array $array)
{
    // At each step search between positions $start and $end (including both)
    $start = 0;
    $end   = count($array) - 1;
    // End when the search interval shrunk to nothing
    while ($start <= $end) {
        // Get the middle of the interval
        // This is shorter and faster than intval(($start + $end) / 2)
        $middle = ($start + $end) >> 1;
        // Check the value in the middle of the current search interval
        if ($value == $array[$middle]) {
            // Found
            return $middle;
        }
        // Not found yet; the binary step: choose a direction
        if ($value < $array[$middle]) {
            // Search in the left half
            $end = $middle - 1;
        } else {
            // Search in the right half
            $start = $middle + 1;
        }
    }
    // Not found
    return -1;
}

只是为了回答"为什么不......？"问题：这个算法的工作方式略有不同。如果下限实际上是第一个元素，我们会遇到问题。

__len 将减半，直到它是 2：

while (__len > 0)
{
    __half = __len >> 1; // __half is __len/2 floored
    __middle = __first + __half; // Assuming random access iterators, simplified
    if (*__middle < __val) // Lower bound is __first, so *__middle >= __val
    {
      // […]
    }
    else
      __len = __half + 1; // .. self-explanatory
}

，然后我们得到一个无限循环。 即，当__len == 2：

while (__len > 0) // Okay, 2 > 0
{
    __half = __len >> 1; // __half is now 2 >> 1, which is 1
    __middle = __first + __half; // Rewritten for clarity. __middle == __first.
    if (*__middle < __val) // lower bound is at __first, so *__middle >= __val
    {
      // […]
    }
    else
      __len = __half + 1; // __len is 1 + 1 == 2
} // Endless loop

如果分配的长度本身__half，则不会发生这种情况 - 那么对于__len == 2，我们得到 1，对于 __len == 1，我们得到 0。

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