單調佇列是一種佇列(廢話)
其中佇列的元素保證是單調遞增或者是單調遞減的
那麼隊首的元素不就是最小(或最大)的嗎?
我們結合具體的題目來看看吧:
傳送門:p1886 滑動視窗
現在有一堆數字共n個數字(n<=10^6),以及乙個大小為k
的視窗。現在這個從左邊開始向右滑動,每次滑動乙個單
位,求出每次滑動後視窗中的最大值和最小值。
例如:the array is [1 3 -1 -3 5 3 6 7], and k = 3.
輸入一共有兩行,第一行為n,k。
第二行為n個數(輸出共兩行,第一行為每次視窗滑動的最小值
第二行為每次視窗滑動的最大值
輸入樣例#1:
8 31 3 -1 -3 5 3 6 7
輸出樣例#1:
-1 -3 -3 -3 3 3
3 3 5 5 6 7
這裡我們只討論最大值,最小值原理一樣的
如果按照常規方法,我們在求a[i] 即i~i+k-1區間內的最值
時,要把區間內的所有數都訪問一遍,時間複雜度約為
\(o(nk)\)。有沒有乙個快一點的演算法呢?
很明顯,當我們在計算區間\([i-k+1,i]\)的最大值時,是不
是區間\([i-k+1,i-1]\)我們之前已經計算過了?那麼我們
是不是要儲存上一次的結果呢(主要是最大值)?
這時,單調佇列登場——
單調佇列主要有兩個操作:刪頭和去尾
**1.刪頭 **
如果佇列頭的元素離開了我們當前操作的區間,那麼這
個元素就沒有任何用了,我們就要把它刪掉
2.去尾
假設即將進入佇列的元素為\(x\),佇列尾指標為\(tail\),
這時我們要比較二者的大小:
1* \(x
此時q仍然保證著遞減性,故直接將\(x\)插入佇列尾
2*\(x>=q[tail]\)
此時,佇列遞減性被打破,此時我們做一下操作:
① 彈出隊尾元素
因為當前的\(q[tail]\)不但不是最大值,對於以後的情況
也不如\(x\)更優,所以要彈出
這好比當前佇列尾部的元素是個能力不足的老兵,而新加入
的新兵更年輕,更能打,當然不要老兵了
②重複執行①,直到滿足\(x或者隊列為空為止
③將\(x\)插入佇列
對於樣例而言:
[1 3 -1] -3 5 3 6 7
q=,, output:3//分別為每次操作的結果
1 [3 -1 -3] 5 3 6 7
q= output:3
1 3 [-1 -3 5] 3 6 7
q=,, output:5
1 3 -1 [-3 5 3] 6 7
q= output:5
1 3 -1 -3 [5 3 6] 7
q=, output:6
1 3 -1 -3 5 [3 6 7]
q= output:7
由於每個元素最多入隊一次,出隊一次(為什麼?),所以
時間複雜度為\(o(n)\)
當然,這題還可以用st表和線段樹來做,但都沒有單調佇列
方便由於要對隊首和隊尾進行維護,所以我們需要使用
雙端佇列
可以用stl中的deque,也可以手寫
#includeusing namespace std;
int n,m;
int read()
while(ch>='0'&&ch<='9') sum=sum*10+ch-'0',ch=getchar();
return f*sum;
}dequeq;
int a[1000005];
int main()
} printf("\n");
while(!q.empty()) q.pop_front();
for(int i=1;i<=n;i++)
} printf("\n");
return 0;
}
單調佇列是一種小的資料結構,一半不單獨出現,
但是經常我們會遇到單調佇列優化的dp
舉例:noip 2017 pj 第四題 p3957跳房子
二分+dp+單調佇列優化,這裡請大家仔細查閱題解
某年noip tg 的初賽完善程式 烽火傳遞
雖然這題你可以用二叉堆,但明顯單調佇列更好
大家可以看看,這裡我就不講這麼多了
感謝閱讀!
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