浅谈RMQ

RMQ是英文Range Maximum(Minimum) Query的缩写,顾名思义是用来求某个区间内的最大值或最小值,通常用在要多次询问一些区间的最值的问题中。
RMQ的原理实际上是动态规划,我们用A[1…N]表示一组数,用[Li,Ri]表示题目中所涉及到询问区间。设F[I,J]表示从A[I]到A[I+2j2^{j}-1]这个范围内的最大值,也就是以A[I]为起点连续2j2^{j}个数的最大值,由于元素个数为2j2^{j}个,所以从中间平均分成两部分,每一部分的元素个数刚好为2j12^{j-1}个.
整个区间的最大值一定是左右两部分最大值的较大值,满足动态规划的最优化原理,分析得到状态转移方程:F[I,J]=max(F[I,J-1],F[I+2j2^{j}-1,J-1]),边界条件为F[I,0]=A[I],这样就可以在O(NlgN)的时间复杂度内预处理F数组。

例题:
【飞船】
(airship.pas)
【题目描述】
2008年9月25日21点10分,酒泉卫星发射中心指控大厅里,随着指挥员一声令下,长征二号F型火箭在夜空下点火起飞,神舟七号飞船载着翟志刚、刘伯明、景海鹏3位航天员,在戈壁茫茫的深邃夜空中飞向太空,开始人类漫步太空之旅。第583秒,火箭以7.5公里/秒的速度,将飞船送到近地点200公里、远地点350公里的椭圆轨道入口。而此时,火箭的燃料也消耗殆尽,即将以悲壮的方式与飞船告别。这个过程,在短短不到10分钟时间内,翟志刚和他的两名战友体会到了从超重到失重的过程。
除了超重和失重的感觉之外,就是浩瀚的长空中璀璨的星星,和地面上看到的星星不同,在太空中看到的星星是成一条直线的,一共有N(1<=N<=100,000)颗星星,编号为1到N,每个星星有自己的体积,由于在飞船中很无聊,除了不停地玩弄手中失重的书和笔之外没有别的事可干,此时翟志刚说我们来玩游戏吧,一共玩了M轮(1<=M<=100,000),每一轮都是给出两个整数L和R(1<=L<=R<=N),询问第L到第R颗星星之间最大星星的体积,每次答对的人就可以多休息一段时间。
由于翟志刚还要进行太空漫步,所以他现在请你帮忙,你得到的回报就是太空饼干。
【输入格式】
第一行输入N,M
接下来一行N个整数,表示星星的体积(1<=体积<=maxlongint)
接下来M行,每行两个整数L_i,R_i,表示询问区间。
【输出格式】
输出M行,每一行表示询问区间L_i到R_i之间最大星星的体积。
【样例输入】
6 3
5 7 3 9 2 10
1 3
2 4
3 6
【样例输出】
7
9
10
【数据说明】
50%的数据满足1<=N,M<=5000
##标程:

uses math;
var
        f:array[0..200000,0..18]of int64;
        a:array[0..200000]of int64;
        i,j,n,m,x,y,k,s:longint;
begin
        readln(n,m);
        for i:=1 to n do
        begin
                read(a[i]);
                f[i,0]:=a[i];
        end;
        for j:=1 to trunc(ln(n)/ln(2)) do //ln(n)/ln(2)表示2的ln(n)/ln(2)次方等于n
                for i:=1 to n-(1 shl j)+1 do
                        f[i,j]:=max(f[i,j-1],f[i+(1 shl (j-1)),j-1]);//(1 shl (j-1))表示2的j-1次方
        for i:=1 to m do
        begin
                readln(x,y);
                k:=trunc(ln(y-x+1)/ln(2));
                writeln(max(f[x,k],f[y-(1 shl k)+1,k]));
        end;
end.
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