线性结构——尺取法
【概述】
尺取法,顧名思義,就是像尺子一樣一段一段的取,簡單來說,尺取法就是返回推進區間開頭和結尾,求滿足條件的最小區間的方法。
一般在以下兩種情況使用尺取法:
- 給定一個有序遞增數組,在數組中找到滿足條件的區間
- 給定長度為 n 的數列以及整數 s,求出不小于 s 的連續子序列的長度的最小值,即最優連續子序列問題
【基本思路】
尺取法本質上也是一種模擬,常用于解決尋找區間和問題。
假設有一問題:給定一個序列{5,1,3,5,10,7,4,9,2,8},在這些數中找一個區間,使得區間中每個元素的和大于或等于給定的值 S=15,求最短的子序列長度。
對于上述問題,不用尺取法的話,肯定就會開雙重循環,枚舉區間起點和終點,然后每一次都求一次和,再和給定的數作比較。但這樣時間復雜度達到 O(n^2),而使用尺取法,時間復雜度會降到 O(n)
尺取法的思路與雙重循環枚舉的思路類似,都是尋找一個區間的起點和終點,尺取法的基本思路是:
- 定義兩個指針,將兩個指針的看做一個區間范圍,且他們最初都指向這一組數中的第一個
- 如果這個指針區間范圍內的元素之和小于給定的數,就把右指針向右移,直到區間和大于等于給定的值為止
然后把左指針向右移,直到區間和等于給定的值為止
保存方案,更新最優方案,繼續操作 - 假如左指針指向這些數的第一個,并且右指針指向這組數的最后一個,這種情況下的子區間元素之和仍然小于給定的數的話,那么就輸出 -1,表示不可能。
如下圖,是使用尺取法每一次得到的答案,可以得到最短長度為 2
【模版】
void solve(){int L=1,R=1;//兩個指針int sum=0;//區間和int now=0;//當前方案int minn=INF;while(R<=N){while(sum<S&&R<=N){//R總指向當前滿足要求區間的下一個,此處R可能>N sum+=a[R];//累加器加上右指針指向的元素++R;//右指針向右移++now;}while(sum>=S){//L總指向當前區間的最左邊,左閉右開 sum-=a[L];//累加器減去左指針指向的元素的值++L;//左指針右移--now;}minn=min(minn,now+1);//更新最優方案} }【例題】
- pairs(HDU-5178):點擊這里
- Finding Seats(HDU-1937):點擊這里
- Bound Found(POJ-2566)(尺取法+前綴和):點擊這里
總結
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