最終更新日時: 2025年07月09日 00時33分39秒 (JST)
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function template
<algorithm>

# std::ranges::upper_bound(C++20)

    namespace std::ranges {
      template <forward_iterator I,
                sentinel_for<I> S,
                class T,
                class Proj = identity,
                indirect_strict_weak_order<
                  const T*,
                  projected<I, Proj>
                > Comp = ranges::less>
      constexpr I
        upper_bound(I first,
                    S last,
                    const T& value,
                    Comp comp = {},
                    Proj proj = {}); // (1) C++20
      template <forward_iterator I,
                sentinel_for<I> S,
                class Proj = identity,
                class T = projected_value_t<I, Proj>,
                indirect_strict_weak_order<
                  const T*,
                  projected<I, Proj>
                > Comp = ranges::less>
      constexpr I
        upper_bound(I first,
                    S last,
                    const T& value,
                    Comp comp = {},
                    Proj proj = {}); // (1) C++26

      template <forward_range R,
                class T,
                class Proj = identity,
                indirect_strict_weak_order<
                  const T*,
                  projected<iterator_t<R>, Proj>
                > Comp = ranges::less>
      constexpr borrowed_iterator_t<R>
        upper_bound(R&& r,
                    const T& value,
                    Comp comp = {},
                    Proj proj = {}); // (2) C++20
      template <forward_range R,
                class Proj = identity,
                class T = projected_value_t<iterator_t<R>, Proj>,
                indirect_strict_weak_order<
                  const T*,
                  projected<iterator_t<R>, Proj>
                > Comp = ranges::less>
      constexpr borrowed_iterator_t<R>
        upper_bound(R&& r,
                    const T& value,
                    Comp comp = {},
                    Proj proj = {}); // (2) C++26
    }

## 概要

指定された要素より大きい値が現れる最初の位置のイテレータを取得する

- (1): イテレータ範囲を指定する
- (2): Rangeを直接指定する

## 事前条件

- `[first,last)` の要素 `e` は `!(value < e)` または `!comp(value, e)` によって区分化されていること。
  つまり、`!(value < e)` または `!comp(value, e)` が `true` となる全ての要素 `e` は、`false` となる全ての要素よりも左側（`first` に近い方）になければならない。

## 戻り値

`[first, last]` 内のイテレータ `i` のうち、以下の条件を満たす、最も右側（`first` から遠い方）のもの。

- `[first, i)` 内の全てのイテレータ `j` が `!(value < *j)` または `comp(value, *j) == false` である。

（つまり、`value` より大きい要素のうち最初のものを指すイテレータ。`value` より大きい要素が無ければ `last`）

## 計算量

最大で log2(`last - first`) + O(1) 回の比較を行う

## 備考

- 本関数は、本質的に `partition_point` と等価である。
  具体的には、`partition_point(first, last, [value](const T& e) { return !bool(value < e); })`、あるいは、`partition_point(first, last, [value, comp](const T& e) { return !bool(comp(value, e)); })` とすることで等価の結果が得られる。
- (1), (2) :
  - C++26 : 引数として波カッコ初期化`{}`を受け付ける

        std::vector<T> v;
        auto it = std::ranges::upper_bound(v, {a, b});

## 例

### 基本的な使い方

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

    struct X {
      int key;    // プライマリキー
      int value;  // 補助的な値
    };

    void push_stable(std::vector<X>& queue, X elem)
    {
      // 挿入対象の値 elem よりも大きい要素の位置、すなわち
      // elem と同値な要素グループの次の位置を検索する。
      auto it = std::ranges::upper_bound(queue, elem.key, {}, &X::key);
      queue.insert(it, elem);
    }

    int main()
    {
      // この関数単体としての使い方
      {
        // upper_bound で 3 より大きい要素の位置を検索する場合、
        // 3 以下の物と 3 より大きい物がその順に並んでいれば、
        // 必ずしもソートされている必要はない。
        std::vector<int> v = {3, 1, 4, 6, 5};

        // 3より大きい要素を二分探索で検索
        auto it = std::ranges::upper_bound(v, 3);
        std::cout << *it << std::endl;
      }

      // 応用例：安定順序・優先順位付きキューの実装
      {
        std::vector<X> queue;
        push_stable(queue, {100, 1});
        push_stable(queue, {200, 1});
        push_stable(queue, {300, 1});
        push_stable(queue, {300, 2});
        push_stable(queue, {200, 2});
        push_stable(queue, {100, 2});

        // プライマリキー key は同値だが異なる値 value を持つ要素間では
        // キュー queue への要素挿入順序が維持されている。
        // （std::priority_queue クラスでは挿入順序は保持されない。）
        for (const auto& e: queue) {
          std::cout << e.key << ':' << e.value << ' ';
        }
        std::cout << std::endl;
      }
    }

#### 出力

    4
    100:1 100:2 200:1 200:2 300:1 300:2

### 波カッコ初期化を入力として使用する (C++26)

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

    struct Point {
      int x;
      int y;

      bool operator==(const Point& other) const = default;
      auto operator<=>(const Point& other) const = default;
    };

    int main() {
      std::vector<Point> v = {
        {1, 2},
        {3, 4},
        {3, 4},
        {5, 6},
      };

      // 値{3, 4}が見つかる範囲を取得
      auto first = std::ranges::lower_bound(v, {3, 4});
      auto last = std::ranges::upper_bound(v, {3, 4});

      if (first != v.end() && last != v.end()) {
        while (first != last) {
          std::cout << first->x << "," << first->y << std::endl;
          ++first;
        }
      }
    }

#### 出力

    3,4
    3,4

## バージョン

### 言語

- C++20

### 処理系

- Clang: ??
- GCC: 10.1.0 ✅
- ICC: ??
- Visual C++: 2019 Update 10 ✅

## 参照

- N4861 25 Algorithms library
- P2248R8 Enabling list-initialization for algorithms
  - C++26で波カッコ初期化 (リスト初期化) に対応した