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  • Algorithm,Acm,RMQ

    /*RMQ离线算法
    
    所谓RMQ即(Range Minimum/Maximum Query)区间最小/最大值查找,它可以用来解决多次查找区间内的最大值或最小值。算法需要O(nlogn)的初始化时间以及每次O(1)的查询时间,实在是非常的快啊。
    
    例如给定如下23个数,以数组val[23]形式给出(我随机生成的)
    
    41 67 34 0 69 24 78 58 62 64 5 45 81 27 61 91 95 42 27 36 91 4 2
    
    然后给了一大堆查询,比如查询第2个数到第5个数中的最大值。第7个数到第20个数中的最大值。
    
    核心思想是这样的,我们用一个二维数组rmq[i][j]表示从第i个数开始,长度为2^j个数的数列中最大的数,如上面这个例子中
    
    rmq[0][2] 为 41 67 34 0 中最大的数,即 67
    rmq[3][0] 为 0 中最大的数,即 0
    rmq[6][3] 为 78 58 62 64 5 45 81 27 中最大的数,即 78
    
    如果有了这样一个二维数组rmq,那我们查询任意一个区间[a, b]中的最大值都可以一步得出,将区间[a, b]拆成两个长度是2的幂的长度相等的区间,中间部分可以重叠。如
    
       区间 [0, 10] 拆成 [0, 7] 和 [3, 10] 转换为 rmq[0][3] 和 rmq[3][3]
       区间[1, 5]拆成[1, 4] 和 [2, 5] 转换为rmq[1][2] 和 rmq[2][2]
       区间[4, 5]拆成[4, 4] 和 [5, 5] 转换为rmq[4][0] 和 rmq[5][0]
    一般的 对于区间[i,j],令b = log(j - i + 1)   区间中的最大值为
    
    max(rmq[i][b], rmq[j - (1 << b) + 1][b])
    */
    
    //这里给出查询的代码
    #ifndef _RMQ_H_
    #define _RMQ_H_
    
    #include <iostream>
    #include "algo_base.h"
    
    // 查询区间[i,j]内的最大元素
    int query(int *rmq, int i, int j){
        int b = lb[j - i + 1];
        return max(rmq[i][b], rmq[j - (1<<b) + 1][b]);
    }
     
    
    其中lb数组是求一个数以2为底的对数向下取整,初始化如下
    
    #define maxn 1010
    int lb[maxn];
                                      
    // 求最大值
    inline int max(int a, int b){
        return a > b ? a : b;
    }
                                     
    // 初始化以二为底的对数数组
    void initLb(int *lb){
        for(int i = 0, j = 0, k = 1, l = 1; i < maxn; i++, k--){
            lb[i] = j;
            if(k == 0){ j++; l <<= 1; k = l;}
        }   
    }
     
    /*
    现在的问题是rmq这个方便的东西是怎么初始化算出来的呢,我们可以用dp的方法求得,
    
    首先 rmq[i][0]就等于给出的数组val[i]
    
    转移方程为   rmq[i][j] = max(  rmq[i][j -1], rmq[i + (1<<(j - 1)) ][j-1]  )
    
    举个例子 rmq[2][3] 即区间 从2开始长度为8的区间,可以分成从2开始长度为4的区间和从6开始长度为4的区间。即rmq[2][2] 和 rmq[6][2].
    
    给出代码
    */
    
    void init(int n){
        for(int i = 0; i < n; i++) rmq[i][0] = val[i];
        std::cout << lb[n] << endl;
        for(int j = 1; j <= lb[n]; j++)
            for(int i = 0; i < n; i++)
                rmq[i][j] = max(rmq[i][j -1], rmq[i + (1<<(j - 1))][j-1]);
    }
    struct Rmq
    {
        // 存储数据
        int* m_data;
        size_t m_size;
    
        Rmq(){}
        Rmq(int* data_, size_t size) : m_data(data_), m_size(size) {}
        // 创建二维数组
        // 递归式 rmq[i][j] = max(  rmq[i][j -1], rmq[i + (1<<(j - 1)) ][j-1]  )
        void create_2d_arr_for_query()
        {
            size_t x_cnt = m_size;
            size_t y_cnt =
    
    #endif
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