疯子的算法总结14--ST算法(区间最值)
借助倍增和動態(tài)規(guī)劃可以實現(xiàn)O(1)的時間復(fù)雜度的查詢
預(yù)處理:
①區(qū)間DP???轉(zhuǎn)移方程??f[i][j] = min(MAX同理)(f[i][j - 1],f[i + ][j - 1])??f[i][j]表示從i位置開始的后2^j個數(shù)中的最大值
用f[i][j]表示從j到j(luò)+2^i-1的最小值(長度顯然為2^i)。
任意一段的最小值顯然等于min(前半段最小值,后半段最小值)。
那么f[i][j]如何用其他狀態(tài)來繼承呢?
j到j(luò)+2^i-1的長度為2^i,那么一半的長度就等于2^(i-1)。
那么前半段的狀態(tài)表示為f[i-1][j]。
后半段的長度也為2^(i-1),起始位置為j+2^(i-1)。
那么后半段的狀態(tài)表示為f[i-1][j+2^(i-1)]。
②不過區(qū)間在增加時,每次并不是增加一個長度,而是基于倍增思想,用二進(jìn)制右移,每次增加2^i個長度?,最多增加logn次
這樣預(yù)處理了所有2的冪次的小區(qū)間的最值
?關(guān)于倍增法鏈接
查詢:
③對于每個區(qū)間,分成兩段長度為的區(qū)間,再取個最值(這里的兩個區(qū)間是可以有交集的,因為重復(fù)區(qū)間并不影響最值)
比如3,4,6,5,3一種分成3,4,6和6,5,3,另一種分成3,4,6和5,3,最大值都是6,沒影響。
首先明確 2^log(a)>a/2
這個很簡單,因為log(a)表示小于等于a的2的最大幾次方。比如說log(4)=2,log(5)=2,log(6)=2,log(7)=2,log(8)=3,log(9)=3…….
那么我們要查詢x到y(tǒng)的最小值。設(shè)len=y-x+1,t=log(len),根據(jù)上面的定理:2^t>len/2,從位置上來說,x+2^t越過了x到y(tǒng)的中間!
因為位置過了一半,所以x到y(tǒng)的最小值可以表示為min(從x往后2^t的最小值,從y往前2^t的最小值),前面的狀態(tài)表示為f[t][x]
設(shè)后面(從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,所以后面的狀態(tài)表示為f[t][y-2^t+1]
所以x到y(tǒng)的最小值表示為f(f[t][x],f[t][y-2^t+1]),所以查詢時間復(fù)雜度是O(1)
④所以O(shè)(nlogn)預(yù)處理,O(1)查詢最值??但不支持修改
預(yù)處理時間復(fù)雜度O(nlogn),查詢時間O(1)。
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總結(jié)
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