std::binary_search 返回 bool 因其仅用于判断元素是否存在,不提供位置信息;需获取下标或迭代器时应使用 std::lower_bound 或 std::upper_bound。

std::binary_search 为什么返回 bool 而不是下标
因为它的设计目标只有一个:**确认元素是否存在**。它不关心位置,所以不返回 int 或迭代器,只返回 true 或 false。如果你需要下标或迭代器,得用 std::lower_bound 或 std::upper_bound,而不是 std::binary_search。
常见错误是写成这样:
int pos = std::binary_search(v.begin(), v.end(), x); // ❌ 编译失败:返回类型是 bool
正确做法是先确保容器已排序,再单独查存在性:
-
std::binary_search要求范围必须是升序(默认)或按同一规则严格弱序 - 若用自定义比较函数,比如
std::greater,则容器必须是降序排列,否则行为未定义() - 对
std::vector、std::array等连续内存容器效率高;对std::list无法使用(不支持随机访问迭代器)
自己手写二分查找时,left
两种写法都对,但语义和边界处理逻辑不同,容易错在循环条件和更新方式的配合上。
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推荐统一用 left + 左闭右开区间 [left, right),理由是:避免 mid 计算溢出(可用 left + (right - left) / 2),且与 STL 迭代器习惯一致。
例如查找首个 ≥ x 的位置(即 lower_bound 行为):
int lower_bound(const vector& a, int x) { int left = 0, right = a.size(); while (left < right) { int mid = left + (right - left) / 2; if (a[mid] < x) { left = mid + 1; } else { right = mid; } } return left; }
- 若用
left ,需注意right初始化为a.size() - 1,且循环内right = mid - 1,否则可能死循环 - 手写时忘记检查越界(如
left == a.size())会导致访问非法内存 - 整数除法向下取整,
(left + right) / 2在left和right很大时可能溢出,应改用left + (right - left) / 2
binary_search 在 map/set 上能直接用吗
不能直接传迭代器范围调用 std::binary_search,因为 std::map 和 std::set 的 begin()/end() 返回的是双向迭代器,不是随机访问迭代器 —— 而 std::binary_search 要求 RandomAccessIterator。
但你不需要手动二分:这些容器内部就是平衡树,find()、count()、lower_bound() 都是 O(log n),且更安全:
-
my_map.find(x) != my_map.end()比std::binary_search更自然、更高效(无需构造临时迭代器范围) -
std::binary_search(my_set.begin(), my_set.end(), x)编译不过,报错类似:no match for ‘operator-’(缺少减法运算符) - 若真要对
map的key做二分,应提取key到vector再查,但通常没必要 —— 直接用map.lower_bound(x)
用 binary_search 前忘了 sort 会怎样
结果不可预测:可能返回 true,也可能返回 false,即使元素真实存在。标准不保证任何行为,属于未定义(undefined behavior)。
典型误操作:
vectorv = {5, 2, 8, 1}; bool found = binary_search(v.begin(), v.end(), 2); // ❌ 不排序就搜,结果随机
修复很简单,但要注意时机:
- 排序是一次性开销,如果后续多次查询,务必只排一次
- 若容器动态变化(插入/删除),每次查前都重新排序代价极高,此时应换用
std::set或维护有序结构 - 用
std::sort后再查,别漏掉头文件:#include和#include
最常被忽略的一点:自定义类型排序时,比较函数必须满足严格弱序(strict weak ordering),否则 sort 和 binary_search 都可能崩溃或返回错误结果。











