每日一题之 hiho1068 RMQ-ST算法

输入
每个测试点（输入文件）有且仅有一组测试数据。

每组测试数据的第1行为一个整数N，意义如前文所述。

每组测试数据的第2行为N个整数，分别描述每种商品的重量，其中第i个整数表示标号为i的商品的重量weight_i。

每组测试数据的第3行为一个整数Q，表示小Hi总共询问的次数。

每组测试数据的第N+4~N+Q+3行，每行分别描述一个询问，其中第N+i+3行为两个整数Li, Ri，表示小Hi询问的一个区间[Li, Ri]。

对于100%的数据，满足N<=10^6，Q<=10^6, 1<=Li<=Ri<=N，0

思路：

RMQ（Range Minimum/Maximum Query），即区间最值查询，是指这样一个问题：对于长度为n的数列A，回答若干次询问RMQ(i,j)，返回数列A中下标在区间[i,j]中的最小/大值。

本文介绍一种比较高效的ST算法解决这个问题。ST（Sparse Table）算法可以在O(nlogn)时间内进行预处理，然后在O(1)时间内回答每个查询。

1）预处理

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。（DP的状态）

例如：

A数列为：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。同理 F[1,1] = max(3,2) = 3, F[1，2]=max(3,2,4,5) = 5，F[1，3] = max(3,2,4,5,6,8,1,2) = 8;

并且我们可以容易的看出F[i,0]就等于A[i]。（DP的初始值）

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))。于是我们得到了状态转移方程F[i, j]=max（F[i，j-1], F[i + 2^(j-1)，j-1]）。

2)查询

假如我们需要查询的区间为(i,j)，那么我们需要找到覆盖这个闭区间(左边界取i，右边界取j)的最小幂（可以重复，比如查询1，2，3，4，5，我们可以查询1234和2345）。

因为这个区间的长度为j - i + 1,所以我们可以取k=log2( j - i + 1)，则有：RMQ(i, j)=max{F[i , k], F[ j - 2 ^ k + 1, k]}。

举例说明，要求区间[1，5]的最大值，k = log2（5 - 1 + 1）= 2，即求max(F[1, 2]，F[5 - 2 ^ 2 + 1, 2])=max(F[1, 2]，F[2, 2])；

这题卡cin。。。用scanf就过了。。。

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

const int maxn = 1e6+10;

int minmun[maxn][25];

void RMQ(int n) {

    for (int j = 1; j <= (int)(log2(n))+1; ++j) {
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            if (i + (1<<(j-1)) <= n)
                minmun[i][j] = min(minmun[i][j-1],minmun[i+(1<<(j-1))][j-1]);
        }
    }

}

int main()
{
    int n,m,l,r;
    scanf("%d",&n);
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        scanf("%d",&minmun[i][0]);
    }
    RMQ(n);
    scanf("%d",&m);
    while(m--) {
        scanf("%d%d",&l,&r);
        int len = (int)log2((r-l+1)*1.0);
        int res = min(minmun[l][len],minmun[r-(1<<len)+1][len]);
        printf("%d\n",res);
    }

    return 0;
}

每日一题之 hiho1068 RMQ-ST算法

思路：

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