C++ STLのset::upper_bound()関数の使い方を徹底解説

本記事では、C++ STLのset::upper_bound()関数について、その構文、動作の仕組み、戻り値の詳細をわかりやすく解説します。

C++ STLにおけるsetとは？

C++ STLのsetは、要素が常にソートされた順序で格納される連想コンテナです。setの要素は値そのものが識別子となるため、重複した要素を持つことができません。一度setコンテナに追加した値は後から変更できませんが、値の削除や追加は可能です。setは内部的に二分探索木（通常は赤黒木）として実装されており、高速な検索が可能です。

set::upper_bound()とは？

upper_bound()は、C++ STLの<set>ヘッダファイルで定義されている組み込み関数です。この関数は、指定した値の上限境界（upper bound）を指すイテレータを返します。具体的には、指定した値より大きい最初の要素を指すイテレータを返します。

構文

name_of_set.upper_bound(const type_t& value);

パラメータ

この関数は1つのパラメータを受け取ります。上限境界を求めたい値を指定します。

戻り値

この関数は、指定した値より大きい最初の要素を指すイテレータを返します。該当する要素が存在しない場合は、end()イテレータを返します。

使用例1

入力: set<int> myset = {1, 2, 3, 4, 5};
   myset.upper_bound(3);
出力: Upper bound = 4

使用例2

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){
   set<int> Set;
   Set.insert(9);
   Set.insert(7);
   Set.insert(5);
   Set.insert(3);
   Set.insert(1);
   cout<<"要素 : ";
   for (auto i = Set.begin(); i!= Set.end(); i++)
      cout << *i << " ";
   auto i = Set.upper_bound(5);
   cout <<"\nset内の5のupper boundは: ";
   cout << (*i) << endl;
   i = Set.upper_bound(1);
   cout<<"set内の1のupper boundは: ";
   cout << (*i) << endl;
   return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、以下の出力が生成されます。

set内の5のupper boundは: 7
set内の1のupper boundは: 3

使用例3

次の例では、upper_bound()をlower_bound()と組み合わせて、特定の範囲の要素を削除する方法を示します。

#include <iostream>
#include <set>
int main (){
   std::set<int> Set;
   std::set<int>::iterator one, end;
   for (int i=1; i<10; i++)
   Set.insert(i*10);
   one = Set.lower_bound (20);
   end = Set.upper_bound (40);
   Set.erase(one , end); // 10 20 70 80 90
   std::cout<<"要素: ";
   for (std::set<int>::iterator i = Set.begin(); i!=Set.end(); ++i)
      std::cout << ' ' << *i;
   std::cout << '\n';
   return 0;
}

出力

上記のコードを実行すると、以下の出力が生成されます。

要素 : 10 50 60 70 80 90

この例では、20以上40以下の要素（20、30、40）が削除され、残りの要素が出力されています。upper_bound()とlower_bound()を組み合わせることで、set内の範囲指定操作を効率的に行うことができます。