单调队列优化dp

形如f[i] = max{f[j] + wj} - wi的问题都可以用单调队列优化。

例题:

1771. 烽火传递

板题 , 注意一个地方 , 求完所有的f后 , ans不是f[n]而是后面的一段后缀的f , 注意后缀的左端点。

1772. 假期【推荐】 

很显然是RMQ问题 , 计算前缀和sum[i] , 对于固定的右端点 i,我们想让答案最大等价于max{sum[i] - sum[j-1]},可以用个单调队列维护。

但是随便一个数据结构直接On log n过去就行。注意边界。一个地方往旁边扩展可能没到P个就<0或>n了 , 要判掉。

1481. 偷懒的西西【推荐】 

二分套dp。

1773. 【NOIP动态规划专题】猴子

这道题跟烽火传递很有相似之处 , 但是最后ans为最大的f而不是某个后缀 ,因为一个状态可能到达不了。注意状态的存在性问题。存在性问题还有、、你是否能从单调队列里得到信息(head<=tail) ,不能得到那么要被转移的状态也是不存在的。

1753. 锻炼身体【推荐】【NOI2005】瑰丽华尔兹【难】

两道一模一样的题  , 其实暴力就可以过,但是,这题正解是滚动dp , 我们设f[k][i][j]为到第k个阶段走到ij最多做功 , 

只需要看看第k阶段的模式 , 然后转移 。 我们不妨设跑步机向右倾斜 , 那么f[k][i][j]就可以由f[k-1][i][j-len ~ j]转移而来 , len表示从k-1阶段结束一直到k阶段结束你最多能走的步数 , f[k][u] = max{f[k-1][u] + v - u} = max{f[k-1][u] + u} -v;

也就是说单调队列里维护当前行,到当前列的最大的f[k-1][u] + u就行了。本作者草稿纸上把状态转移方程写错成 f[k][u] = max{f[k-1][u] + 1}

然后要重构代码。。所以说呢 , 先在草稿纸上写好转移方程 和变量取值范围是很重要的。

 

 

 

 

 

 

 

单调队列优化DP是一种常用的优化方法,可以将时间复杂度从 $O(n^2)$ 降低到 $O(n)$ 或者 $O(n \log n)$。以下是一道利用单调队列优化DP的典型题目: 题目描述: 给定一个长度为 $n$ 的序列 $a_i$,定义 $f(i)$ 为 $a_i$ 到 $a_n$ 中的最小值,即 $f(i) = \min\limits_{j=i}^n a_j$。现在定义 $g(i)$ 为满足 $f(j) \ge a_i$ 的最小下标 $j$,即 $g(i) = \min\{j \mid j > i, f(j) \ge a_i\}$。如果不存在这样的下标 $j$,则 $g(i) = n+1$。 现在请你计算出 $1 \le i \le n$ 的所有 $g(i)$ 的值。 输入格式: 第一行包含一个整数 $n$。 第二行包含 $n$ 个整数 $a_1,a_2,\cdots,a_n$。 输出格式: 输出 $n$ 行,第 $i$ 行输出 $g(i)$ 的值。 输入样例: 5 3 1 2 4 5 输出样例: 2 5 5 5 6 解题思路: 设 $dp(i)$ 表示 $g(i)$,那么 $dp(i)$ 与 $dp(i+1)$ 的转移关系可以表示为: $$dp(i)=\begin{cases}i+1, &\text{if}\ f(i+1)\ge a_i \\dp(i+1), &\text{else}\end{cases}$$ 这个转移方程可以使用暴力 DP 解决,时间复杂度为 $O(n^2)$。但是,我们可以使用单调队列优化 DP,将时间复杂度降为 $O(n)$。 我们定义一个单调队列 $q$,存储下标。队列 $q$ 中的元素满足: - 队列中的元素是单调递减的,即 $q_1 < q_2 < \cdots < q_k$; - 对于任意的 $i\in [1,k]$,有 $f(q_i) \ge f(q_{i+1})$。 队列 $q$ 的作用是维护一个长度为 $k$ 的区间 $[i+1,q_k]$,满足这个区间中的所有 $j$ 都满足 $f(j) < f(i+1)$。 根据定义,当我们要求 $dp(i)$ 时,只需要查找队列 $q$ 中第一个满足 $f(q_j) \ge a_i$ 的位置 $q_j$,那么 $g(i) = q_j$,如果队列 $q$ 中不存在这样的位置,则 $g(i) = n+1$。 那么如何维护单调队列 $q$ 呢?我们可以在每次 DP 的过程中,将 $i$ 加入队尾。然后判断队首元素 $q_1$ 是否满足 $f(q_1) \ge a_i$,如果满足则弹出队首元素,直到队首元素不满足条件为止。 由于每个元素最多被加入队列一次,并且最多被弹出一次,因此时间复杂度为 $O(n)$。具体实现细节可以参考下面的代码实现:
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值