RMQ(Range Minimum/Maximum Query)問題是求區間最值問題??梢詫懸粋€線段樹,但是預處理和查詢的復雜度都是O(logn)。這里有更牛的算法,就是ST算法,它可以做到O(nlogn)的預處理,O(1)?。。〉鼗卮鹈總€詢問。
來看一下ST算法是怎么實現的(以最大值為例):
首先是預處理,用一個DP解決。設a[i]是要求區間最值的數列,f[i,j]表示從第i個數起連續2^j個數中的最大值。例如數列3 2 4 5 6 8 1 2 9 7 ,f[1,0]表示第1個數起,長度為2^0=1的最大值,其實就是3這個數。f[1,2]=5,f[1,3]=8,f[2,0]=2,f[2,1]=4……從這里可以看出f[i,0]其實就等于a[i]。這樣,Dp的狀態、初值都已經有了,剩下的就是狀態轉移方程。我們把f[i,j]平均分成兩段(因為f[i,j]一定是偶數個數字),從i到i+2^(j-1)-1為一段,i+2^(j-1)到i+2^j-1為一段(長度都為2^(j-1))。用上例說明,當i=1,j=3時就是3,2,4,5 和 6,8,1,2這兩段。f[i,j]就是這兩段的最大值中的最大值。于是我們得到了動規方程F[i,j]=max(F[i,j-1],F[i+2^(j-i),j-1]).
接下來是得出最值,也許你想不到計算出f[i,j]有什么用處,一般毛想想計算max還是要O(logn),甚至O(n)。但有一個很好的辦法,做到了O(1)。還是分開來。如在上例中我們要求區間[2,8]的最大值,就要把它分成[2,5]和[5,8]兩個區間,因為這兩個區間的最大值我們可以直接由f[2,2]和f[5,2]得到。擴展到一般情況,就是把區間[l,r]分成兩個長度為2^n的區間(保證有f[i,j]對應)。直接給出表達式:
f[i,j] 表示 從第 i 個數數 2^j 中最小的數
那么:
最大值 f[i,j]=max(f[i,j-1],f[i+2^(j-1),j-1]);
最小值 f[i,j]=min(f[i,j-1],f[i+2^(j-1),j-1]);
模板:
#include <iostream>
#include <math.h>
#define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
#define min(a,b) ((a)<(b)?(a):(b))
using namespace std;
const int maxn=50001;
int h[maxn];
int mx[maxn][16],mn[maxn][16];
int n,q;
void rmq_init()

{
int i,j;
for(j=1;j<=n;j++) mx[j][0]=mn[j][0]=h[j];
int m=floor(log((double)n)/log(2.0));

for(i=1;i<=m;i++)
{

for(j=n;j>0;j--)
{
mx[j][i]=mx[j][i-1];
if(j+(1<<(i-1))<=n) mx[j][i]=max(mx[j][i],mx[j+(1<<(i-1))][i-1]);
}
}

for(i=1;i<=m;i++)
{

for(j=n;j>0;j--)
{
mn[j][i]=mn[j][i-1];
if(j+(1<<(i-1))<=n) mn[j][i]=min(mn[j][i],mn[j+(1<<(i-1))][i-1]);
}
}
}
int rmq(int l,int r)

{
int m=floor(log((double)(r-l+1))/log(2.0));
int a=max(mx[l][m],mx[r-(1<<m)+1][m]);
int b=min(mn[l][m],mn[r-(1<<m)+1][m]);
return a-b;
}
int main()

{
int i,l,r;
scanf("%d%d",&n,&q);
for(i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&h[i]);
rmq_init();

for(i=0;i<q;i++)
{
scanf("%d%d",&l,&r);
printf("%d\n",rmq(l,r));
}

}

