std::lower_bound 和 std::set::lower_bound 之间的差异

Question

C++ 草案谈到了 std::lower_bound：

§ 25.4.3.1 lower_bound [lower.bound]  
template<class ForwardIterator, class T>  
ForwardIterator lower_bound(ForwardIterator first, 
                            ForwardIterator last, 
                            const T& value);  
template<class ForwardIterator, class T, class Compare>  
ForwardIterator lower_bound(ForwardIterator first, 
                            ForwardIterator last, 
                            const T& value, 
                            Compare comp);  

Requires: The elements e of [first,last) shall be partitioned with respect 
    to the expression e < value or comp(e, value).
Returns: The furthermost iterator i in the range [first,last] such that for 
    any iterator j in the range [first,i) the following corresponding 
    conditions hold: *j < value or comp(*j, value) != false.
Complexity: At most log2(last − first) + O(1) comparisons.

请注意，这允许（暗示）比较与 *ForwardIterator 返回的不同（但可比较）的类型，但对数量没有复杂性限制。迭代器的进步。 （对于基于节点的容器，这将是 O(last −first) 迭代器进步。）

§ 23.4.6.1
class set { 
   ...
    iterator lower_bound(const key_type& x);
    const_iterator lower_bound(const key_type& x) const;
   ...
}

该标准没有详细说明这些函数，但暗示这些用于 O(log2(last −first)) 比较和进步，但是要求搜索键与包含的类型相同。

所以我的问题是：
(1) 有没有办法同时获得std::set::lower_bound的速度和std::lower_bound搜索类型的灵活性？
(2) 为什么std::lower_bound不需要专门用于std::set::iterator？
(3) 是否存在 std::lower_bound 专门用于 std::set::iterator 的实现，或者是否有不这样做的原因？

我希望找到类似：

template< class Key, class Comp, class Alloc, class Lookup>  
std::set<Key, Compare, Alloc>::const_iterator 
    lower_bound(
        std::set<Key, Comp, Alloc>::const_iterator begin, 
        std::set<Key, Comp, Alloc>::const_iterator end, 
        const Lookup& find,
        Compare comp);
template< class Key, class Comp, class Alloc, class Lookup>  
std::set<Key, Compare, Alloc>::iterator 
    lower_bound(
        std::set<Key, Comp, Alloc>::iterator begin, 
        std::set<Key, Comp, Alloc>::iterator end, 
        const Lookup& find,
        Compare comp);

或：

template < class Key, class Compare = less<Key>, class Allocator = allocator<Key> >
class set {
   ...
    template<class Lookup>
    iterator lower_bound(const Lookup& x);
    template<class Lookup>
    const_iterator lower_bound(const Lookup& x) const;
   ...
}

但我怀疑它是否存在。显然，所有这些都可以扩展到其他基于树的容器和其他算法。我自己编写代码，但这需要我使用特定于实现的代码。这个想法来自这个问题： Effective search in set with non-key type

Answer 1

std::set 容器根据构造时给出的比较对象进行排序。当调用 std::lower_bound 时，无法检查是否传递了匹配的比较对象，因此实现无法知道是否使用标准算法或专门用于集合的算法，如下所示后者仅在使用用于集合排序的比较对象（或给出相同结果的比较对象）时才有效。

您添加的两个示例原型将不起作用：

1. 专门化 std::lower_bound 以在 std::set 迭代器上工作：

   由于上面给出的原因，这不起作用：无法检查给定的比较对象是否与集合构造函数中给定的对象匹配。您的原型仅检查比较对象的类型是否匹配，但同一类型可以有不同的比较对象。

2. 使 std::set::lower_bound 采用模板参数：

   这可能会使其与集合的比较对象不兼容，因为该对象的 operator() 通常不会被模板化，并且只需要 T 类型的参数。