equal_range：STL算法库中的工具

GCYE • 2024-10-03 23:49 • 编程

一、简介

STL（标准模板库）是C++中的一个重要组件，它包括了众多预定义的数据结构和算法，用于常见的操作。equal_range算法是STL算法库中的一员，它用于在有序序列中查找相同元素的范围。equal_range算法的底层实现是二分查找，因此具有较高的效率。

二、基本用法

equal_range的基本语法如下：

    pair equal_range(iterator begin, iterator end, const T& value)

其中，begin、end是序列的起始和终止迭代器，value是需要查找的元素。如果序列中存在该元素，则equal_range返回一个pair对象，其中的两个迭代器标记了该元素第一次出现和最后一次出现的位置。

以下是一个简单的示例代码：

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

using namespace std;

int main()
{
    vector vec = {1, 2, 3, 4, 4, 5, 6};

    auto range = equal_range(vec.begin(), vec.end(), 4);

    cout << "范围为 [" << distance(vec.begin(), range.first) << ", " << distance(vec.begin(), range.second) << ")" << endl;

    return 0;
}

在以上示例代码中，vector vec是一个有序的向量。equal_range(vec.begin(), vec.end(), 4)返回了一个包含迭代器的pair对象，其中第一个迭代器表示元素4在vec中第一次出现的位置，第二个迭代器表示元素4在vec中最后一次出现的位置。cout语句输出了这个范围。

三、自定义比较函数

equal_range可以接受一个额外的参数，用于指定如何进行元素的比较。如果不传递此参数，则默认使用”==”进行比较。在一些情况下，我们需要自定义比较函数。以下是一个示例代码，用于在一个有序的字符串向量中查找一个字符串，并返回其出现次数：

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

using namespace std;

int main()
{
    vector vec = {"abc", "def", "ghi", "ghi", "jkl"};

    int count = 0;

    auto range = equal_range(vec.begin(), vec.end(), "ghi", [](const string& a, const string& b) {
        return a.length() < b.length();
    });

    for (auto it = range.first; it != range.second; ++it)
    {
        if (*it == "ghi")
        {
            ++count;
        }
    }

    cout << "字符串 \"ghi\" 出现了 " << count << " 次" << endl;

    return 0;
}

在以上示例代码中，vector vec是一个有序的字符串向量。equal_range的第三个参数是需要查找的字符串”ghi”。比较函数是一个lambda表达式，用于按照字符串的长度进行比较。range表示”ghi”出现的范围，for循环用于计算”ghi”在vec中出现的次数。

四、注意事项

在使用equal_range时，需要注意以下几点：

1. 序列必须是有序的。

2. equal_range并不保证返回的范围是连续的，因此必须使用迭代器进行遍历。

五、总结

equal_range算法是STL算法库中的重要成员之一，它可以用于在有序序列中查找相同元素的范围。在使用equal_range时，必须保证序列是有序的，并且需要注意返回范围并不保证连续的问题。自定义比较函数可以扩展equal_range的功能。

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