谈谈LCA和RMQ那些事。。。
来源:互联网 发布:优化推广什么意思 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 08:03
先是st表。
转载这个人的ST表的:http://blog.csdn.net/Hanks_o/article/details/77547380
ST表就是一个用来解决rmq(区间最值)问题的算法。
ST表不支持在线修改。
预处理时间复杂度O(nlogn),查询时间O(1)。
ST表算法详解(求最小值):
用mn[i][j]表示从j到j+2^i-1的最小值(长度显然为2^i)。
任意一段的最小值显然等于min(前半段最小值,后半段最小值)。
那么mn[i][j]如何用其他状态来继承呢?
j到j+2^i-1的长度为2^i,那么一半的长度就等于2^(i-1)。
那么前半段的状态表示为mn[i-1][j]。
后半段的长度也为2^(i-1),起始位置为j+2^(i-1)。
那么后半段的状态表示为mn[i-1][j+2^(i-1)]。
所以:
mn[i][j]=min(mn[i-1][j],mn[i-1][j+2^(i-1)]。
代码实现:
bin[0]=1;for(int i=1;i<20;i++) bin[i]=bin[i-1]*2;//bin[i]表示2的i次方Log[0]=-1;for(int i=1;i<=200000;i++) Log[i]=Log[i/2]+1;//Log[i]表示log(i)for(int i=1;i<=n;i++) mn[0][i]=a[i];//显然i到i+2^0-1就i一个位置,那么最小值等于自己本身的值for(int i=1;i<=Log[n];i++) for(int j=1;j<=n;j++) if(j+bin[i]-1<=n) mn[i][j]=min(mn[i-1][j],mn[i-1][j+bin[i-1]]);//状态继承
搞定了初始化之后,剩下的就是来查询了。
首先明白一个定理:
2^log(a)>a/2
这个很简单,因为log(a)表示小于等于a的2的最大几次方。
比如说log(4)=2,log(5)=2,log(6)=2,log(7)=2,log(8)=3,log(9)=3…….
那么我们要查询x到y的最小值。
设len=y-x+1,t=log(len)
根据上面的定理:2^t>len/2
从位置上来说,x+2^t越过了x到y的中间!
因为位置过了一半
所以x到y的最小值可以表示为min(从x往后2^t的最小值,从y往前2^t的最小值)
前面的状态表示为mn[t][x]
设后面(从y往前2^t的最小值)的初始位置是k,
那么k+2^t-1=y,所以k=y-2^t+1
所以后面的状态表示为mn[t][y-2^t+1]
所以x到y的最小值表示为min(mn[t][x],mn[t][y-2^t+1]),所以查询时间复杂度是O(1)
代码实现:
int t=Log[y-x+1];printf("%d\n",min(mn[t][x],mn[t][y-bin[t]+1]));
ST表到这里大概就讲完了。
总结的来说求rmq问题有多种方法:线段树,ST表(表示蒟蒻只学了这两种)….
线段树预处理O(nlogn),查询O(logn),支持在线修改
ST表预处理O(nlogn),查询O(1),但不支持在线修改
要根据题目给出的时限和问题来调整解法,希望对同学们有所帮助吧(蒟蒻奉上)
接下来是倍增LCA。
还是转载这个人的倍增LCA的博客:http://blog.csdn.net/Hanks_o/article/details/77799320
算法策略:
比如求x和y的最近公共祖先。
先让深度较大(离根较远)的节点跳到与另一节点相同深度的位置(并不一定是同一个点)。
然后两个节点一起往上跳,跳到他们最近公共祖先的孩子停止。
然后返回结果的父亲节点即可。
倍增需要用到ST表算法(差不多吧)。
用f[i][j]表示i往上2^j的节点。
比如f[i][0]表示i的父亲,f[i][1]表示i的爷爷……
有了ST表的基础,在此继承状态就显得容易。
f[i][j]表示i往上2^j,那么也就是i往上2^(j-1)再往上2^(j-1)。
所以f[i][j]=f[f[i][j-1]][j-1]。
bin[0]=1;for(int i=1;i<=20;i++) bin[i]=bin[i-1]*2;//bin[i]表示2的i次方。void dfs(int x, int fa) { dep[x]=dep[fa] +1; f[x][0]=fa; for(int i=1;bin[i]<=dep[x];i++) f[x][i]=f[f[x][i-1]][i-1]; for(int k=last[x];k;k=a[k].next) { int y=a[k].y; if(y==fa) continue; dfs(y,x); }}
然后如何来实现x和y跳到统一深度呢(不一定是同一个点)
那么他们之间肯定是有个高度差(深度差)。
每一个数都可以用2进制来表示。
比如:
5
2进制表示为101
也就是往上跳2^2再往上跳2^0。
然后要注意一点。从大的往小的跳!(什么意思?)
比如说5;
是先跳2^2再跳2^0
而不是先跳2^0再跳2^2(为什么)
如果是先跳2^0的话。那么并不知道要不要跳2^1(因为5-1之后还剩4,有可能会跳)。
如果是先跳2^2的话。那么肯定不用跳2^1(5-4之后剩1,肯定跳不了2^1)。
这就是区别(感觉我并没有说清楚)!
上代码吧:
int Lca(int x, int y) { if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y); for(int i=20;i>=0;i--) if(dep[x]-dep[y]>=bin[i]) x=f[x][i]; if(x==y) return x; for(int i=20;i>=0;i--) if(dep[x]>=(1<<i) && f[x][i]!=f[y][i])//要跳到最近公共祖先的孩子节点。如果f[x][i]==f[y][i]的话那么肯定就跳过了! x=f[x][i],y=f[y][i]; return f[x][0];//最后把父亲节点返回即可}
全代码:
#include<cstdio>#include<cstring>#include<iostream>#include<algorithm>using namespace std;struct node { int x,y,next;}a[210000];int len,last[110000];int dep[110000],f[110000][25];void ins(int x, int y) { a[++len].x=x;a[len].y=y; a[len].next=last[x];last[x]=len;}int bin[25];void dfs(int x, int fa) { dep[x]=dep[fa] +1; f[x][0]=fa; for(int i=1;bin[i]<=dep[x];i++) f[x][i]=f[f[x][i-1]][i-1]; for(int k=last[x];k;k=a[k].next) { int y=a[k].y; if(y==fa) continue; dfs(y,x); }}int Lca(int x, int y) { if(dep[x]<dep[y]) swap(x,y); for(int i=20;i>=0;i--) if(dep[x]-dep[y]>=bin[i]) x=f[x][i]; if(x==y) return x; for(int i=20;i>=0;i--) if(dep[x]>=(1<<i) && f[x][i]!=f[y][i]) x=f[x][i],y=f[y][i]; return f[x][0];}int main() { int n,m; bin[0]=1; for(int i=1;i<=20;i++) bin[i]=bin[i-1]*2; scanf("%d%d",&n,&m); len=0;memset(last,0,sizeof last); for(int i=1;i<n;i++) { int x,y; scanf("%d%d",&x,&y); ins(x,y);ins(y,x); } dfs(1,0); while(m--) { int x,y,lca; scanf("%d%d",&x,&y); lca=Lca(x,y); printf("%d\n",lca); } return 0;}
LCA目测还是一个很有用的算法。然而倍增的话运用可能更广泛一些。
这篇博客感觉写得不太好,抱歉!
- 谈谈LCA和RMQ那些事。。。
- RMQ 和LCA问题
- LCA和RMQ模板
- LCA和RMQ
- LCA和RMQ
- RMQ和LCA总结
- RMQ和LCA问题
- 算法之LCA和RMQ
- LCA和RMQ题目汇总
- RMQ和LCA在线算法
- 关于LCA和RMQ问题
- lca&rmq
- 【RMQ & LCA】
- RMQ && LCA
- LCA+RMQ
- LCA && RMQ
- LCA+RMQ
- LCA&RMQ
- Algorithm6——栈的应用
- Jzoj3523 JIH的玩偶
- View not attached to window manager
- bzoj1493 线段树
- [高等数学]导数与微分
- 谈谈LCA和RMQ那些事。。。
- 第十二课 联结表
- C#代码实现 快速排序
- Redis集群的几个注意事项
- elasticsearch vs mongodb
- JAVA Freemarker(4)-- 语法大全
- 分治+递归:归并排序的递归算法
- 洛谷 2822 [NOIP2016] 组合数问题 递推
- Antd Tabs如何修改TabPane样式