ST算法模板
ST算法用于求解RMQ問題,即區間最大最小值。通過預處理使得每次查詢的時間復雜度為O(1)
算法分析
因為要求最大值和最小值,所以用兩個二維數組來記錄。FMax[i][j] 表示以第i個數為起點,i+2j-1為終點的連續2j個數中的最大值(FMin同理,下文略)。顯然,FMax[i][0] = A[i]。
FMax[i][j] 所表示的區間一定可以二等分為兩段長度均為2j-1的區間,即
[i, i+2j-1 -1] 和 [i+2j-1, i+2j-1],顯然,FMax[i][j]就是兩小段各自最大值里邊的較大值,即
預處理的方法是按照區間遞增順序,由小區間遞推得到大區間FMax[i][j]。
查詢代碼非常簡練,根據左右邊界算出長度取2的對數k=log2(r-l+1),2^k小于等于區間長度,然后
這里的原理是兩個小區間的并集等于所求區間。
模板代碼
#include <cstdio> #include <cstring> #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; const int MAXN = 100000; int n; int A[MAXN]; // 規定該數組從1開始計數 int FMin[MAXN][20], FMax[MAXN][20]; // F[i][j]表示以i為起點,連續2^j個數里的最值 void Init() {for (int i = 1; i <= n; i++) FMin[i][0] = FMax[i][0] = A[i];for (int j = 1; (1<<j) <= n; j++) // 按區間長度遞增順序遞推{for (int i = 1; i + (1<<j) - 1 <= n; i++) // 區間起點{FMin[i][j] = min(FMin[i][j-1], FMin[i + (1<<(j-1))][j-1]);FMax[i][j] = max(FMax[i][j-1], FMax[i + (1<<(j-1))][j-1]);}} } int Query(int l, int r) {int k = (int)log2(r-l+1); // 區間長度 >= 2^k// 從左起點往右走2^k,從右終點往左走2^k,取兩區間并集(即所求區間)的最值return max(FMax[l][k], FMax[r-(1<<k)+1][k]); // 查詢最小值用min即可 } int main() {int a, b;cin >> n;for (int i = 1; i <= n; i++) cin >> A[i];Init();while (cin >> a >> b) cout << Query(a, b) << endl;return 0; } 《新程序員》:云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作,文字、視頻、音頻交互閱讀總結
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