浅谈对ST表的一些理解

时间:2021-02-22 01:15:22

今天打了人生第一道ST表题(其实只是ST表跑得最快);

ST表是一种用来解决RMQ问题的利器。。。

大体操作有两步:

第一部分nlogn预处理

第二部分O(1)询问

预处理就是运用倍增+区间动规

ST表使用DP思想求解区间最值,貌似属于区间动态规划,不过区间在增加时,每次并不是增加一个长度,而是使用倍增的思想,每次增加2^i个长度。

使用F[i,j]表示以i为起点,区间长度为2^j的区间最值,此时区间为[i,i + 2^j - 1]。

比如,F[0,2]表示区间[0,3]的最值,F[2,2]表示区间[2,5]的最值。

在求解F[i,j]时,ST算法是先对长度为2^j的区间[i,i + 2^j - 1]分成两等份,每份长度均为2^(j - 1)。之后在分别求解这两个区间的最值F[i,j - 1]和F[i + 2^(j - 1),j - 1]。,最后在结合这两个区间的最值,求出整个区间的最值。

状态转移方程是 F[i,j] = min(F[i,j - 1],F[i + 2^(j - 1),j - 1])

初始状态为:F[i,0] = A[i]。

代码如下:

 void makeST()
{
pre[]=;for(int i=;i<=;i++) pre[i]=pre[i-]<<;
pre2[]=-;for(int i=;i<=n;i++) pre2[i]=pre2[i>>]+;
for(int i=;i<=n;i++) ST[i][]=i;
for(int j=;j<=;j++)
for(int i=;i<=n;i++){
if(i+pre[j]-<=n){
int x1=ST[i][j-],x2=ST[i+pre[j-]][j-];
if(a[x1]>a[x2]) ST[i][j]=x1;
else ST[i][j]=x2;
}
}
}

一开始打错了好多个地方!!!醉了!!!

1.要把20的循环放在外面,手贱打错了。。。

2.pre2数组是用来支持询问的。。。相当于是logi,所以是for(1--n);

询问操作:

在预处理期间,每一个状态对应的区间长度都为2^i。由于给出的待查询区间长度不一定恰好为2^i,因此我们应对待查询的区间进行处理。

这里我们把待查询的区间分成两个小区间,这两个小区间满足两个条件:(1)这两个小区间要能覆盖整个区间(2)为了利用预处理的结果,要求小区间长度相等且都为2^i。注意两个小区间可能重叠。

在程序计算求解区间长度时,并没有那么麻烦,我们可以直接得到i,即等于直接对区间长度取以2为底的对数。这里,对于区间[3,11],其分解的区间长度为int(log(11 - 3 + 1)) = 3,这里log是以2为底的。

根据上述思想,可以把待查询区间[x,y]分成两个小区间[x,x + 2^i - 1] 和 [y - 2^i + 1,y] ,其又分别对应着F[x,i]和F[y - 2^i + 1,i],此时为了求解整个区间的最小值,我们只需求这两个值得最小值即可,此时复杂度是O(1)。

注意细节要加1。。。

代码实现如下:

 int query(int l,int r)
{
if(l==r)return l;
int x=pre2[r-l+];
int x1=ST[l][x],x2=ST[r-pre[x]+][x];
return a[x1]>a[x2]?x1:x2;
}