區間最值問題

2022-10-11 13:18:13 字數 927 閱讀 3391

問題描述

給定m及n個數(1輸出每m個數中的最大數,即1m中的最大數,2m+1中的最大數……,n-m+1~n中的最大數,共n-m+1個。

陣列

將讀入的資料放到乙個線性表f陣列中,然後列舉開始點i,遍歷求出區間[i,i+m-1]中最大值。

將資料組織成樹型結構,即將讀入的數值設計成乙個大根堆,則堆頂元素就是全域性最大值,記錄下每個數值在輸入時的位置。

由於本題是求乙個指定區間的最大值,還需要判斷一下堆頂元素是否位於指定區間,如果在,則直接輸出堆頂元素的值,否則踢掉堆頂元素。

單調佇列

用f(i)代表第i個數對應的答案,a[i]表示第i個數。

於是維護這樣乙個佇列:佇列中的每個元素有兩個域,分別代表他在原佇列中的位置和值,我們隨時保持這個佇列中的元素position域單調遞增,value域單調遞減,。

則在計算f(i)的時候,先將a[i]加入到佇列中。

我們讓a[i]與隊尾元素的value域進行比較,但凡發現小於a[i]的,一律從佇列中踢掉。

由於i-m+1是隨著i單調遞增的,所以對於任意j通過「踢資料」的操作,我們有效地降低了需要維護的資料量。

對比堆的操作中,這些無效的資料仍放在堆中,在加資料的操作時,無疑增加了操作的次數。

採用這種方法,每個資料進出佇列都只有一次,所以時間複雜度為\(o(n)\),而堆的時間複雜度為\(o(nlog_n)\)。

接下來我們需要在隊首不斷刪除,直到隊首的position大於等於i-m+1,此時隊首的value必定是f(i)的結果,因為佇列是單調的。

st表

線段樹

並非原創,僅是整理,請見諒

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