计算低于 std::set 中给定值的元素

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

本文关键字：元素 set std 计算      更新时间：2023-10-16

我需要找到一个std::set中有多少元素低于给定的元素。

我认为要使用的正确函数是std::lower_bound它将迭代器返回到大于或等于给定元素的第一个元素......所以这个迭代器的索引就是我正在寻找的......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;
}

这不会编译：

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 而不是 std：：set 可以完美地工作。

看起来像运算符 - 对std::set::iterator无效。为什么？那么，你怎么能轻松地（不打电话给std::previous或std::next直到达到绑定......这将没有效率）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...？

进行下限搜索的正确方法是使用 std::set 自己的 lower_bound 函数，该函数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，取而代之的是：

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

使用这个：

mySet.lower_bound(2);
这在

容器的大小上是对数的，这比std::count_if方法（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）要好得多。

但是，您还必须从起点到下限使用std::distance，这不仅是线性的，而且在实践中必然是"慢"的（由于非随机访问）。

Nathan 的解决方案似乎是最佳的，因为您不想简单地找到下限，而是找到它与容器"起点"的距离。

看起来像运算符 - 对 std：：set：：iterator 无效。为什么？

事实上，std::set::iterator::operator-()的实现不可能以恒定的复杂性存在，因为这些元素在内存中不是连续的。

然后，你怎么能轻松地（不调用std：:p revious或std：：next，直到达到界限......这将没有效率）找到给定迭代器在容器中的位置？

你不能，std::set::iterator不是随机访问迭代器。请参阅std::distance()文档：

复杂性

线性。

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...？

我建议在不计算迭代器距离的情况下计算您的元素：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;    
}

演示

由于std::set::iterator是一个双向迭代器，除非我们使用递减运算符，否则我们不能从中减去它。 不过，我们能做的就是走一遍并计算迭代次数，直到我们达到比我们正在寻找的数字更大的数字。

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++;
}

这是一个最糟糕的mySet.size()迭代，在处理双向迭代器时尽可能快。

另请注意，std::lower_bound没有O（log N）复杂性，因为我们没有使用RandomAccessIterator。 当使用非随机访问迭代器时，它具有线性复杂性。

为此，可以使用以下代码：

#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;
}

扩展所有现有答案 - 您可以随时编写自己的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);
}
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