Еще важнее узнать кто будет оценивать решения. Если сам Igors, то вряд ли найдется решение лучше.

Перед критериями оптимальности у меня сначала стоит фильтр: стоит ли вообще заниматься решением какой-то задачи. Так вот на текущий момент данная задача по этому фильтру не проходит, так что извиняйте .

Чтоб другие время зря не тратили. Оптимизирую Вашу задачу по времени разработчиков .

Igors, на будущее, если ты хочешь, чтобы кто-то за тебя сделал работу, то хотя бы потрудись накидать приемочный тест. Задание сформулировано ужасно.
Вот пример, чтобы ты понял, что от тебя требуется:

C++ (Qt)
int addIfBothPositive(int a, int b)
 
void test() {
    assert (addIfPositive(1, 2) == 3);
    assert (addIfPositive(1, -2) == 1);
    assert (addIfPositive(1, 0) == 1);
    assert (addIfPositive(-1, 5) == -1);
    assert (addIfPositive(-1, -5) == -1);
}
 

Нет, это не TDD.
Польза от него большая, если человек не может сформулировать ТЗ достаточно ясно. Напиши приемочный тест на свою задачу и укажи время выполнения твоего решения, может тогда и будет кому-то интересно покопаться. А так, смысла в твоем топике никакого, только интернет засоряет.

Общее правило: если что-то не оговорено, то на усмотрение исполнителя. Применим. Почему я не могу запросить не один, а сразу пачку уникальных ID  (они же "заполненные дырки") напр вернув контейнер? Пожалуйста, этого никто не запрещал. Но и не требовал, можно возвращать и единственное значение. Но в любом случае значение(я) должно возвращаться для его использования, иначе смысла нет.
Требуется уникальность, значит, в общем случае, созданное значение должно быть сохранено, так или иначе надо знать какие значения уже имеются. Для их хранения в стартовом посте предлагается контейнер, ни о каком другом речь не шла.

Ход мысли примерно такой "Я не понял - значит сформулировано плохо!". Пример
Необязательно, это могут быть короткие ноги. Т.е. сформулировано-то нормально, проблемы с "понималкой". Стоило немного подумать - и все бы стало ясно. Не захотели - ну это Ваше дело.

Нет, мне совсем так не кажется Ладно, кто там чего не понял - это неинтересно, вернемся к теме.

В чем недостаток предложенного решения (пока, увы, одного). Бросается в глаза что хранение организовано туповато, напр { 10, 20, 30, 40, 50.. } Напрашивается хранить не int'ы, а пары (диапазоны) непрерывно возрастающих значений, напр { 10, 50 }. Насколько помню, так Qt хранит selection. Худший случай: непрерывных данных нет, ну расход памяти вдвое больше, переживу. Но т.к. они добавляются подряд, то экономия памяти будет значительна (а заодно и скорость lower_bound). Написать это самому конечно можно, но такое решение следует признать "нетехничным", контейнер диапазонов - задача 100% стандартная и общая, стало быть надо искать готовое решение.

Итак, где же нам хапнуть такой готовый класс?  По этой части я не силен. Ну в дусте наверняка есть - но пока там раскопаешь - проще застрелиться В std - не знаю, когда-то видел std::ranges но оно вроде только С++ 20, да и то ли это - хз

В общем, прошу блеснуть эрудицией и широтой познаний