组合题6 个小题
已作答 0 / 6
(2) ( RMQ 区间最值问题) 给定序列 a0,⋯,an−1, m 次询问,每次询问给定 l,r,求 max{al, ...,ar}。
为了解决该问题,有一个算法叫 the Method of Four Russians ,其时间复杂度为 O(n+m) ,步骤如下:
-
建立 Cartesian(笛卡尔)树,将问题转化为树上的 LCA(最近公共祖先)问题。
-
对于 LCA 问题,可以考虑其 Euler 序(即按照 DFS 过程,经过所有点,环游回根的序列),即求 Euler 序列上两点间一个新的 RMQ 问题。
-
注意新的问题为 ±1 RMQ,即相邻两点的深度差一定为 1。
下面解决这个 ±1 RMQ 问题,“序列”指 Euler 序列:
-
设 t 为 Euler 序列长度。取 b=⌈2log2t⌉ 将序列每 b 个分为一大块, 使用 ST 表(倍增表)处理大块间的 RMQ 问题,复杂度 O(btlogt)=O(n)。
-
(重点) 对于一个块内的 RMQ 问题,也需要 O(1) 的算法。由于差分数组 2b−1 种,可以预处理出所有情况下的最值位置,预处理复杂度 O(b2b),不超过 O(n)。
-
最终,对于一个查询,可以转化为中间整的大块的 RMQ 问题,以及两端块内的 RMQ 问题。
试补全程序。
1#include <iostream>2#include <cmath>3 4using namespace std;5 6const int MAXN = 100000, MAXT = MAXN << 1;7const int MAXL = 18, MAXB = 9, MAXC = MAXT / MAXB;8 9struct node {10 int val;11 int dep, dfn, end;12 node *son[2]; // son[0], son[1] 分别表示左右儿子13} T[MAXN];14 15int n, t, b, c, Log2[MAXC + 1];16int Pos[(1 << (MAXB - 1)) + 5], Dif[MAXC + 1];17node *root, *A[MAXT], *Min[MAXL][MAXC];18 19void build() { // 建立 Cartesian 树20 static node *S[MAXN + 1];21 int top = 0;22 for (int i = 0; i < n; i++) {23 node *p = &T[i];24 while (top && S[top]->val < p->val)25 ①;26 if (top)27 ②;28 S[++top] = p;29 }30 root = S[1];31}32 33void DFS(node *p) { // 构建 Euler 序列34 A[p->dfn = t++] = p;35 for (int i = 0; i < 2; i++)36 if (p->son[i]) {37 p->son[i]->dep = p->dep + 1;38 DFS(p->son[i]);39 A[t++] = p;40 }41 p->end = t - 1;42}43 44node *min(node *x, node *y) {45 return ③ ? x : y;46}47 48void ST_init() {49 b = (int)(ceil(log2(t) / 2));50 c = t / b;51 Log2[1] = 0;52 for (int i = 2; i <= c; i++)53 Log2[i] = Log2[i >> 1] + 1;54 for (int i = 0; i < c; i++) {55 Min[0][i] = A[i * b];56 for (int j = 1; j < b; j++)57 Min[0][i] = min(Min[0][i], A[i * b + j]);58 }59 for (int i = 1, l = 2; l <= c; i++, l <<= 1)60 for (int j = 0; j + l <= c; j++)61 Min[i][j] = min(Min[i - 1][j], Min[i - 1][j + (l >> 1)]);62}63 64void small_init() { // 块内预处理65 for (int i = 0; i <= c; i++)66 for (int j = 1; j < b && i * b + j < t; j++)67 if (④)68 Dif[i] |= 1 << (j - 1);69 for (int S = 0; S < (1 << (b - 1)); S++) {70 int mx = 0, v = 0;71 for (int i = 1; i < b; i++) {72 ⑤;73 if (v < mx) {74 mx = v;75 Pos[S] = i;76 }77 }78 }79}80 81node *ST_query(int l, int r) {82 int g = Log2[r - l + 1];83 return min(Min[g][l], Min[g][r - (1 << g) + 1]);84}85 86node *small_query(int l, int r) { // 块内查询87 int p = l / b;88 int S = ⑥;89 return A[l + Pos[S]];90}91 92node *query(int l, int r) {93 if (l > r)94 return query(r, l);95 int pl = l / b, pr = r / b;96 if (pl == pr) {97 return small_query(l, r);98 } else {99 node *s = min(small_query(l, pl * b + b - 1), small_query(pr * b, r));100 if (pl + 1 <= pr - 1)101 s = min(s, ST_query(pl + 1, pr - 1));102 return s;103 }104}105 106int main() {107 int m;108 cin >> n >> m;109 for (int i = 0; i < n; i++)110 cin >> T[i].val;111 build();112 DFS(root);113 ST_init();114 small_init();115 while (m--) {116 int l, r;117 cin >> l >> r;118 cout << query(T[l].dfn, T[r].dfn)->val << endl;119 }120 return 0;121}⑤处应填( )