Вектор двоичного поиска для ближайшего значения C ++

Question

Как и в заголовке, я пытаюсь использовать метод двоичного поиска для поиска в отсортированном векторе ближайшего заданного значения и возврата его индекса. Я пытался использовать lower / upper_bound (), но возвращаемое значение является либо первым или последним векторным значением, либо "0". Ниже приведен txt-файл, который я прочитал в виде векторов температуры и напряжения.

1.4 1.644290    -12.5
1.5 1.642990    -13.6
1.6 1.641570    -14.8
1.7 1.640030    -16.0
1.8 1.638370    -17.1

Это мой текущий линейный поиск, который работает

double Convert::convertmVtoK(double value) const
{
    assert(!mV.empty());
    auto it = std::min_element(mV.begin(), mV.end(), [value] (double a, double b) {
        return std::abs(value - a) < std::abs(value - b);
    });
    assert(it != mV.end());
    int index = std::distance(mV.begin(), it);
    std::cout<<kelvin[index];
    return kelvin[index];
}

Это алгоритм, который я сейчас пытаюсь заставить улучшить производительность.

double Convert::convertmVtoK(double value)
{
    auto it = lower_bound(mV.begin(), mV.end(), value);

    if (it == mV.begin())
    {
        it = mV.begin();
    }
    else
    {
        --it;
    }

    auto jt = upper_bound(mV.begin(), mV.end(), value), out = it;

    if (it == mV.end() || jt != mV.end() && value - *it > *jt - value)
    {
        out = jt;
    }

     cout<<"This is conversion mV to K"<<" "<< *out;

Любые предложения будут высоко оценены. Я полагаю, что проблема может быть связана с сортировкой вектора в порядке убывания, но мне нужно, чтобы порядок оставался неизменным для сравнения значений.

решено благодаря @Джон. Для тех, кому это нужно в будущем, вот что работает.

double Convert::convertmVtoK(double value) const
{

    auto it = lower_bound(mV.begin(), mV.end(), value, [](double a, double b){ return a > b; });
    int index = std::distance(mV.begin(), it);
    std::cout<<kelvin[index];
}

Answer 1

Этот метод работает, но я не уверен на 100%, что он всегда дает наиболее близкое значение. Включенная часть метода @KennyOstrom.

    double Convert::convertmVtoK(double value) const
{

    auto it = lower_bound(mV.begin(), mV.end(), value, [](double a, double b){ return a > b; });
    int index = std::distance(mV.begin(), it);

    if(value>mV[0] || value < mV.back())
    {
        std::cout<<"Warning: Voltage Out of Range"<<"\n";
    }

    else if(value==mV[0] || value==mV.back()
            ||fabs(value - mV[index]) <= 0.0001 * fabs(value))
    {
        std::cout<<kelvin[index];
        return kelvin[index];
    }

    else
    {
        double diff1 = std::abs(value - mV[index]);
        double diff2 = std::abs(value - mV[index-1]);

        if (diff2 < diff1)
        {
            std::cout<<kelvin[index-1];
            return kelvin[index-1];
        }

        else
        {
            std::cout<<kelvin[index];
            return kelvin[index];
        }
    }

}

Answer 2

Вы можете использовать следующее, чтобы получить итератор с ближайшим значением:

auto FindClosest(const std::vector<double>& v, double value)
{
    // assert(std::is_sorted(v.begin(), v.end(), std::greater<>{}));
    auto it = std::lower_bound(v.begin(), v.end(), value, std::greater<>{});

    if (it == v.begin()) {
        return it;
    } else if (it == v.end()) {
        return it - 1;
    } else {
        return std::abs(value - *it) < std::abs(value - *(it - 1)) ?
               it : it - 1;
    }
}

Answer 3

Так как у вас есть диапазон без увеличения (отсортированный по убыванию), вы можете использовать std :: lower_bound с оператором больше чем, как указано в комментариях. Тем не менее, это только даст вам первый результат мимо или равно вашему числу. Это не значит, что это «самый близкий», о чем вы просили.

Вместо этого я бы использовал std :: upper_bound, так что вам не нужно проверять равенство (на удвоении, чтобы сделать его еще хуже), а затем отбрасывать один, чтобы получить другую ограничивающую точку данных, и вычислять, какая из них на самом деле ближе. Наряду с некоторыми пограничными проверками:

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

// for nonincreasing range of double, find closest to value, return its index
int index_closest(std::vector<double>::iterator begin, std::vector<double>::iterator end, double value) {
    if (begin == end){
        // we're boned
        raise std::exception("index_closest has no valid index to return");
    }

    auto it = std::upper_bound(begin, end, value, std::greater<double>());

    // first member is closest
    if (begin == it)
        return 0;

    // last member is closest. end is one past that.
    if (end == it)
        return std::distance(begin, end) - 1;

    // between two, need to see which is closer
    double diff1 = abs(value - *it);
    double diff2 = abs(value - *(it-1));
    if (diff2 < diff1)
        --it;
    return std::distance(begin, it);
}

int main()
{
    std::vector<double> data{ -12.5, -13.6, -14.8, -16.0, -17.1 };
    for (double value = -12.0; value > -18.99; value = value - 1.0) {
        int index = index_closest(data.begin(), data.end(), value);
        std::cout << value << " is closest to " << data[index] << " at index " << index << std::endl;
    }
}

вывод

-12 is closest to -12.5 at index 0
-13 is closest to -12.5 at index 0
-14 is closest to -13.6 at index 1
-15 is closest to -14.8 at index 2
-16 is closest to -16 at index 3
-17 is closest to -17.1 at index 4
-18 is closest to -17.1 at index 4

Обратите внимание, что, например, -14 ближе к -13,6, чем -14,8, как конкретный контрпример к вашей текущей рабочей точке. Также обратите внимание на важность входных данных в обеих конечных точках.

Оттуда вы можете взять кельвин [я]. Я не был доволен использованием внешнего массива данных для возвращаемого значения функции, когда вам не нужно это делать, поэтому я просто возвратил индекс.