ACM課程心得

2021-09-20 21:40:40 字數 977 閱讀 3155

單調佇列

單調佇列:佇列中元素之間的關係具有單調性,而且,隊首和隊尾都可以進行出隊操作,只有隊尾可以進行入隊操作。。

單調佇列的常用操作如下:

(1)插入:若新元素從隊尾插入後會破壞單調性,則刪除隊尾元素,直到插入後不再破壞單調性為止,再將其插入單調佇列。

(2)獲取最優(最大、最小)值:訪問首尾元素。

樸素演算法

這是乙個區間求極值問題。

先列舉起始元素ax,然後求ax到ax+k-1的最大(小)值。

我們得到了乙個複雜度為o(nk)的演算法。

優化方案

以最大值為例

對任意l<=i動態規劃·單調佇列的理解

做動態規劃時常常會見到形如這樣的轉移方程:

f[x] = max or min + w[x]

(其中b[x]隨x單調不降,即b[1]<=b[2]<=b[3]<=…<=b[n])

(g[k]表示乙個和k或f[k]有關的函式,w[x]表示乙個和x有關的函式)

這個方程怎樣求解呢?我們注意到這樣乙個性質:如果存在兩個數j, k,使得j <= k,而且g(k) <= g(j),則決策j是毫無用處的。因為根據b[x]單調的特性,如果j可以作為合法決策,那麼k一定可以作為合法決策,並且k是乙個比j要優的決策。因為k比j要優,(注意:在這個經典模型中,「優」是絕對的,是與當前正在計算的狀態無關的),所以,如果把待決策表中的決策按照k排序的話,則g(k)必然是不降的。在此例中決策表即f[x].

這樣,就引導我們使用乙個單調佇列來維護決策表。對於每乙個狀態f(x)來說,計算過程分為以下幾步:

1、 隊首元素出隊,直到隊首元素在給定的範圍中。

2、 此時,隊首元素就是狀態f(x)的最優決策,

3、 計算g(x),並將其插入到單調佇列的尾部,同時維持佇列的單調性(不斷地出隊,直到佇列單調為止)。

重複上述步驟直到所有的函式值均被計算出來。不難看出這樣的演算法均攤時間複雜度是o(1)的。因此求解f(x)的時間複雜度從o(n^2)降到了o(n)。

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