最終更新日時: 2026年04月13日 15時17分49秒 (JST)
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function template
<algorithm>

# std::upper_bound

    namespace std {
      template <class ForwardIterator,
                class T>
      ForwardIterator
        upper_bound(ForwardIterator first,
                    ForwardIterator last,
                    const T& value);       // (1) C++03
      template <class ForwardIterator,
                class T>
      constexpr ForwardIterator
        upper_bound(ForwardIterator first,
                    ForwardIterator last,
                    const T& value);       // (1) C++20
      template <class ForwardIterator,
                class T = typename iterator_traits<ForwardIterator>::value_type>
      constexpr ForwardIterator
        upper_bound(ForwardIterator first,
                    ForwardIterator last,
                    const T& value);       // (1) C++26

      template <class ForwardIterator,
                class T,
                class Compare>
      ForwardIterator
        upper_bound(ForwardIterator first,
                    ForwardIterator last,
                    const T& value,
                    Compare comp);         // (2) C++03
      template <class ForwardIterator,
                class T,
                class Compare>
      constexpr ForwardIterator
        upper_bound(ForwardIterator first,
                    ForwardIterator last,
                    const T& value,
                    Compare comp);         // (2) C++20
      template <class ForwardIterator,
                class T = typename iterator_traits<ForwardIterator>::value_type,
                class Compare>
      constexpr ForwardIterator
        upper_bound(ForwardIterator first,
                    ForwardIterator last,
                    const T& value,
                    Compare comp);         // (2) C++26
    }

## 概要

イテレータ範囲`[first, last)`のうち、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

## 要件

- C++03 まで
  - `first`、`last` は前方向イテレータの要件を満たすこと。
  - `comp` は 2 引数の関数オブジェクトで、結果の型は `bool` 型に変換可能であること。また、引数に非 `const` の関数を適用しないこと。
  - `T` は `LessThanComparable` であること。
  - `operator<` または `comp` は「狭義の弱順序」であること。
  - イテレータ範囲 `[first, last)` は `operator<` または `comp` を基準として昇順に並んでいること。
- C++11 から
  - `first`、`last` は前方向イテレータの要件を満たすこと。
  - `comp` は 2 引数の関数オブジェクトで、結果の型は `bool` 型に変換可能であること。また、引数に非 `const` の関数を適用しないこと。
  - イテレータ範囲`[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 C++11 で追加された `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。
- 本関数の要件は、上記の通り C++03 までの方が C++11 よりも厳しい。
  しかし、本アルゴリズムの特性上、処理系が C++03 までにしか準拠していない場合でも、昇順に並んでいなくても正常に動作する可能性は高いものと思われる。
- (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::upper_bound(v.begin(), v.end(), {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

      bool operator<(const X& rhs) const {
        // 型Xはプライマリキーでのみ順序付けされる。
        return key < rhs.key;
      }
    };

    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::upper_bound(queue.begin(), queue.end(), elem);
      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
        decltype(v)::iterator it = std::upper_bound(v.begin(), v.end(), 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>

    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::lower_bound(v.begin(), v.end(), {3, 4});
      auto last = std::upper_bound(v.begin(), v.end(), {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

## 実装例

    template<class ForwardIterator, class T, class Compare>
    ForwardIterator
    upper_bound(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value, Compare comp)
    {
      using diff = typename std::iterator_traits<ForwardIterator>::difference_type;
      for (diff len = std::distance(first, last); len != 0; ) {
        diff half = len / 2;
        ForwardIterator mid = first;
        std::advance(mid, half);
        if (!bool(comp(value, *mid))) {
          len -= half + 1;
          first = ++mid;
        } else {
          len = half;
        }
      }
      return first;
    }

    // operator< 用の関数オブジェクト
    struct less_inner {
      template <class T, class U>
      bool operator()(const T& lhs, const U& rhs) { return bool(lhs < rhs); }
    };

    template<class ForwardIterator, class T>
    ForwardIterator
    upper_bound(ForwardIterator first, ForwardIterator last, const T& value)
    {
      return std::upper_bound(first, last, value, less_inner());
    }

## 関連項目

- `ranges::upper_bound`

## 参照

- LWG Issue 384. `equal_range` has unimplementable runtime complexity
- LWG Issue 2150. Unclear specification of `find_end`
- P0202R3 Add Constexpr Modifiers to Functions in `<algorithm>` and `<utility>` Headers
- 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