RMQ算法:区间最值问题
来源:互联网 发布:godaddy域名绑定ip 编辑:程序博客网 时间:2024/05/29 09:13
RMQ(Range Minimum/Maximum Query)问题是求区间最值问题。ST算法,它可以做到O(nlogn)的预处理,O(1)地回答每个询问。看一下ST算法是怎么实现的(以最大值为例):
首先是预处理,用一个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。于是我们得到了动规方程F[i,j]=max(F[i,j-1],F[i+2^(j-i),j-1]).
for(i=1;i<=m;i++){for(j=1;j<=n;j++){ t = j+(1<<(i-1));if(t<=n) mx[j][i]=max(mx[j][i-1],mx[t][i-1]);else mx[j][i]=mx[j][i-1];} }
接下来是得出最值,一个很好的办法,做到了O(1)。还是分开来。如在上例中我们要求区间[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。扩展到一般情况,就是把区间[l,r]分成两个长度为2^k的区间(保证有f[i,j]对应)。直接给出表达式:
k:=trunc(ln(r-l+1)/ln(2));ans:=max(F[l,k],F[r-2^k+1,k]);
int m=floor(log((double)(r-l+1))/log(2.0)); int a=max(mx[l][m],mx[r-(1<<m)+1][m]);
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