RMQ算法模板

◇◆丶佛笑我妖孽 提交于 2020-03-30 08:21:36

2、  RMQ算法(转载)

对于该问题,最容易想到的解决方案是遍历,复杂度是O(n)。但当数据量非常大且查询很频繁时,该算法也许会存在问题。

本节介绍了一种比较高效的在线算法(ST算法)解决这个问题。所谓在线算法,是指用户每输入一个查询便马上处理一个查询。该算法一般用较长的时间做预处理,待信息充足以后便可以用较少的时间回答每个查询。ST(Sparse Table)算法是一个非常有名的在线处理RMQ问题的算法,它可以在O(nlogn)时间内进行预处理,然后在O(1)时间内回答每个查询。

首先是预处理,用动态规划(DP)解决。设A[i]是要求区间最值的数列,F[i, j]表示从第i个数起连续2^j个数中的最大值。例如数列3 2 4 5 6 8 1 2 9 7,F[1,0]表示第1个数起,长度为2^0=1的最大值,其实就是3这个数。 F[1,2]=5,F[1,3]=8,F[2,0]=2,F[2,1]=4……从这里可以看出F[i,0]其实就等于A[i]。这样,DP的状态、初值都已经有了,剩下的就是状态转移方程。我们把F[i,j]平均分成两段(因为f[i,j]一定是偶数个数字),从i到i+2^(j-1)-1为一段,i+2^(j-1)到i+2^j-1为一段(长度都为2^(j-1))。用上例说明,当i=1,j=3时就是3,2,4,5 和 6,8,1,2这两段。F[i,j]就是这两段的最大值中的最大值。于是我们得到了动态规划方程F[i, j]=max(F[i,j-1], F[i + 2^(j-1),j-1])。

然后是查询。取k=[log2(j-i+1)],则有:RMQ(A, i, j)=min{F[i,k],F[j-2^k+1,k]}。 举例说明,要求区间[2,8]的最大值,就要把它分成[2,5]和[5,8]两个区间,因为这两个区间的最大值我们可以直接由f[2,2]和f[5,2]得到。

代码

View Code
#include <cstring>#include <cstdio>#include <iostream>#include <cmath>#define maxn 107using namespace std;int num[maxn],f[maxn][maxn],pow2[20],n;//f[i][j] 表示从j开始长度为2^j中最大值void init_rmq(int len){    int i,j;    for (i = 0; i < len; ++i)//初始化2^0    f[0][i] = num[i];    for (i = 1; pow2[i] <= len; ++i)//i从1开始    {        for (j = 0; j + pow2[i-1] <= len; ++j)//从0开始        f[i][j] = max(f[i-1][j],f[i-1][j+pow2[i-1]]);    }}int rmq(int s,int e){    int k = log(1.0*(e-s+1))/log(2.0);    return max(f[k][s],f[k][e-pow2[k] + 1]);//注意e-pow2[k]+1是因为k求出来可能是约数}int main(){    int i,s,e;    while (1)    {        scanf("%d",&n);        for (i = 0; i < n; ++i)        scanf("%d",&num[i]);        for (i = 0; i < 20; ++i)        pow2[i] = 1<<i;        init_rmq(n);        while(1)        {            scanf("%d%d",&s,&e);            int a = rmq(s,e);            printf("%d\n",a);        }    }    return 0;}



标签
易学教程内所有资源均来自网络或用户发布的内容,如有违反法律规定的内容欢迎反馈
该文章没有解决你所遇到的问题?点击提问,说说你的问题,让更多的人一起探讨吧!