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技术 2022年11月14日
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RMQ是一类解决区间最值查询的算法的通称;、一共有四类;在代码中有说明;

下面是ST算法,就是动态规划做法;

来看一下ST算法是怎么实现的(以最大值为例):首先是预处理,用一个DP解决。设a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。例如数列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。f[1,2]=5,f[1,3]=8,f[2,0]=2,f[2,1]=4……从这里可以看出f[i,0]其实就等于a[i]。这样,DP的状态、初值都已经有了,剩下的就是状态转移方程。我们把f[i,j](j≥1)平均分成两段(因为j≥1时,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))。用上例说明,当i=1,j=3时就是3,2,4,5 和6,8,1,2这两段。f就是这两段的最大值中的最大值。于是我们得到了动规方程F[i,j]=max(F[i,j-1],F[i+2^(j-1),j-1])。接下来是得出最值,也许你想不到计算出f有什么用处,一般要想计算max还是要O(logn),甚至O(n)。但有一个很好的办法,做到了O(1)。还是分开来。如在上例中我们要求区间[2,8]的最大值,就要把它分成[2,5]和[5,8]两个区间,因为这两个区间的最大值我们可以直接由f[2,2]和f[5,2]得到。扩展到一般情况,就是把区间[l,r]分成两个长度为2^n的区间(保证有f对应)。直接给出表达式:k:=trunc(ln(r-l+1)/ln(2));ans:=max(F[l,k],F[r-2^k+1,k]);这样就计算了从l开始,长度为2^k的区间和从r-2^k+1开始长度为2^k的区间的最大值(表达式比较繁琐,细节问题如加1减1需要仔细考虑),二者中的较大者就是整个区间[l,r]上的最大值。

 /*
RMQ算法、
RMQ是一个通称,专指区间求最值的算法;
分为:暴力,线段树,动态规划(ST),RMQ标准算法;四种
这一题用普通的线段树也是可以做的,维护区间最大值和区间最小值然后查询区间最值然后做差就行了;
这里用的是动态规划法就是ST;
*/
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
int n,q;
int a[]={},d[][]={},dd[][]={};
void RMQ_inti_min()
{
for(int i=;i<n;i++)
{
d[i][]=a[i];
}
for(int i=;(<<i)<=n;i++)//控制的是第二维;
{
for(int j=;j+(<<i)-<n;j++)
{
d[j][i]=min(d[j][i-],d[j+(<<(i-))][i-]);
}
}
}
void RMQ_inti_max()
{
for(int i=;i<n;i++)
{
dd[i][]=a[i];
}
for(int i=;(<<i)<=n;i++)//控制的是第二维;
{
for(int j=;j+(<<i)-<n;j++)
{
dd[j][i]=max(dd[j][i-],dd[j+(<<(i-))][i-]);
}
}
}
int RMQ_min(int l,int r)
{
int k=;
while((<<(k+))<=r-l+)
k++;
return min(d[l][k],d[r-(<<k)+][k]);
}
int RMQ_max(int l,int r)
{
int k=;
while((<<(k+))<=r-l+)
k++;
return max(dd[l][k],dd[r-(<<k)+][k]);
}
int main()
{
while(scanf("%d%d",&n,&q)!=EOF)
{
memset(a,,sizeof(a));
memset(d,,sizeof(d));
memset(dd,,sizeof(dd));
for(int i=;i<n;i++)
{
scanf("%d",&a[i]);
}
RMQ_inti_min();
RMQ_inti_max();
for(int i=;i<q;i++)
{
int l,r;
scanf("%d%d",&l,&r);
int max=RMQ_max(l-,r-);
int min=RMQ_min(l-,r-);
printf("%d\n",max-min);
}
}
return ;
}
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