关于基础RMQ——ST算法

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张三
张三 2022-05-27 11:59:44
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关于基础RMQ——ST算法

RMQ,Range Maximum/Minimum Query,顾名思义,就是询问某个区间内的最大值或最小值,今天我主要记录的是其求解方法——ST算法

相对于线段树,它的运行速度会快很多,可以做到O(log n)的预处理和O(1)的查询,不足就是无法进行区间修改,这个一会就会提及

我将从四个方面进行记录:

1、ST的算法流程

其实与DP有很大的相似性,用 a[1,2,....,n] 来记录整组数据,设 f[i,j] 代表从 a[i] 到 a[i+-1] 之间所有元素的最大值。

 

不难发现,其实这个区间就有个元素。现在我们将这些元素平均分为两部分,那么每部分就是个元素,而这两个集合就可以写成:

 

 

 那么整个区间的最大值就转换成了两个区间最大值的较大值,根据动态规划的最优化原理,就可以轻松的写出状态转移方程:

 

 

 边界条件就是:

 

 

 

2、询问

要想要找出区间 [x,y] 的最大值,与刚才讲的方法类似,找出最大的 a 满足:

 

 

至于为啥不能是直接取等于,是因为取等于时不一定是整数。

所以不一定是正好是整个区间的一半,会出现以下这种情况:

 

 

不过That's OK,因为就算区间有重叠也不会影响最大值的确定,但是如果进行区间的操作的话可能就不适用了,因为重叠的部分会被操作两次,这明显不公平!这也是我最开始的时候对ST进行批判的原因,也是ST算法只适用于求区间最值的原因。

 

3、代码实现

刚才其实都讲的差不多了,不做过多解释:

 1 #include<cstdio> 2 #include<cmath> 3 #include<iostream> 4 #include<algorithm> 5 using namespace std; 6 const int NN=1e6+5; 7 int f[NN][21];//21位就差不多了,2的21次方超过了1e6  8  9 inline int read()//快读 10 {11     char ha=getchar();12     int x=0,sign=1;13     while(ha<'0'||ha>'9')14     {15         if(ha=='-')16         {17             sign=-1;18         }19         ha=getchar();20     }21     while(ha>='0'&&ha<='9')22     {23         x=x*10+ha-'0';24         ha=getchar();25     }26     return x*sign;27 }28 29 int Query(int l,int r)30 {31     int logg=log2(r-l+1); 32     int haha=max(f[l][logg],f[r-(1<<logg)+1][logg]);33     return haha; 34 }35 int main()36 {37     int N=read(),M=read();38     for(int i=1;i<=N;i++)//初始化,只有一个数的区间最大值就是它本身 39     {40         f[i][0]=read();41     }42     for(int j=1;j<=21;j++)//开始DP找最大值 43     {44         for(int i=1;i+(1<<j)-1<=N;i++)45         {46             f[i][j]=max(f[i][j-1],f[i+(1<<(j-1))][j-1]);47         }48     }49     for(int i=1;i<=M;i++)50     {51         int l=read(),r=read();52         int ans=Query(l,r);53         printf("%d\n",ans);54     }55     return 0;56 }

 

四、例题精讲

敬请期待!

To Be Continued...

 

posted @ 2022-05-27 11:38 你的小垃圾 阅读(3) 评论(0) 编辑 收藏 举报
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