队列优化和斜率优化的dp

可以用队列优化或斜率优化的dp这一类的问题为 1D/1D一类问题

即状态数是O(n),决策数也是O(n)

单调队列优化

我们来看这样一个问题:一个含有n项的数列(n<=2000000),求出每一项前面的第m个数到它这个区间内的最小值

可以使用RMQ求区间最小值,那么时间复杂度是O(nlogn),不是让人很满意。

dp[i]为i-m+1->i这个区间的最小值。

那么状态转移方程是

可以看出,这个题目的状态数是O(n),决策数是O(m),且决策的区间是连续的,那么可以尝试想办法把O(m)优化成O(1)

我们可以用单调队列维护一个数据结构,这个数据结构有两个域,pos和val,pos代表下标,val代表该下标所对应的值。队列中的pos单调递增,且val也单调递增

那么当计算一个状态时,只要从队首不断弹出pos<i-m+1的数据,只要pos>=i-m+1,那么该决策就是最优的,因为队列是单调的啊。

同理,同队尾插入一个数据时,只要不断剔除val比a[i]大的数据,直到遇到小于它的,然后将该数据插入队尾。

每个数据只入队列,出队列一次,所以时间复杂度是O(n),

分析:为什么插入的时候,比a[i]大的数据可以剔除,因为j<i时,a[j] > a[i], 那么以后所有的决策中,a[i]都比a[j]更优

  为什么可以不断删除pos<i-m+1的数据,因为i是递增的,该数据对当前的i没用,那么对以后的i也是没用的。

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <string.h>
 3 #include <stdlib.h>
 4 #include <algorithm>
 5 #include <iostream>
 6 #include <queue>
 7 #include <stack>
 8 #include <vector>
 9 #include <map>
10 #include <set>
11 #include <string>
12 #include <math.h>
13 using namespace std;
14 #pragma warning(disable:4996)
15 #pragma comment(linker, "/STACK:1024000000,1024000000")
16 typedef long long LL;
17 const int INF = 1<<30;
18 /*
19 */
20 const int N = 100 + 10;
21 int a[N];
22 int dp[N];
23 int q[N], head, tail;
24 int main()
25 {
26     int n, m;
27     while (scanf("%d%d", &n,&m) != EOF)
28     {
29         for (int i = 1; i <= n; ++i)
30             scanf("%d", &a[i]);
31         head = tail = 0;
32         q[tail++] = 1;
33         dp[1] = a[1];
34         for (int i = 2; i <= n; ++i)
35         {
36             while (head < tail && a[i] < a[q[tail - 1]])//插入新的元素,要使得队列依旧单调递增
37                 tail--;
38             q[tail++] = i;
39             while (head < tail && q[head] < i - m + 1)//剔除不合要求的pos
40                 head++;
41             dp[i] = a[q[head]];
42         }
43         for (int i = 1; i <= n; ++i)
44             printf("%d ", dp[i]);
45         puts("");
46         /*
47         5 3
48         1 2 3 4 5
49         1 1 1 2 3
50         */
51     }
52     return 0;
53 }

那么我们可以抽象出一类模型

需要注意到,上面要求可选的决策集是连续的。同时也可以注意到,当前决策所需要的值是不受现在的状态所影响的,即g(i)与w[x]是相互独立的。

斜率优化

我们在单调队列的最后说道,当前决策所需要的值是不受现在的状态所影响的,即g(i)与w[x]是相互独立的。

还有的1D/1D一类问题是想下面这样的。

但是如果状态转移方程是这样的: dp[i]=dp[j]+(x[i]-x[j])*(x[i]-x[j]) ,1<=j<=i   把括号化开后,得到2x[i]*x[j], 这使得当前决策所需要的值受当前状态的影响

所以上面单调队列的方法就不行了。

hdu3507

【参考文献】

《1D1D动态规划优化初步》 作者:南京师范大学附属中学 汪一宁

《用单调性优化动态规划》   JSOI2009集训队论文

《斜率优化dp》

时间: 2024-10-15 05:40:24

队列优化和斜率优化的dp的相关文章

斜率优化dp(玩具装箱)

斜率优化dp 斜率优化dp的思想是数形结合,将各种决策点反映在平面直角坐标系中,然后通过斜率进行优化 做法首先将这道题的$n^2$的dp 算法写出来然后将其暴力展开如:f(i)=min(f(j)+(s[i]-s[j]+i-j-1-l)^2)令s[i]=s[i]+i,l=l+1原式变为$f(i)=min(f(j)+(s[i]-s[j]-l)^2)暴力展开后是长这样的:f(i)=f(j)+s[i]^2+s[j]^2+l^2-2s[i]s[j]-2s[i]l+2s[j]l我们可以将这个式子的右边转化为

HDU3507 Print Article(经典斜率优化dp)

一道很老的斜率优化dp 斜率优化看上去很难,其实是有技巧的 . 对于dp题目,如果你想优化他,一定要先列出朴素的表达式并观察性质 对于本题我们可以发现,如果要更新dp[i],我们就要从前面找到dp[j]+(s[i]-s[j])^2+m的最小值,其中s是前缀和 我们就可以猜测,一定有很多不可能转移的内容,我们应该如何删除它从而降低复杂度. 那么我们假设k<j,当i出现之后,k就不可能作为答案,那么这些k在i处满足的性质就是 dp[j]+(s[i]-s[j])^2+m<=dp[k]+(s[i]-s

斜率优化回顾

(懒得排版了....^w^) 今天刷了一天Dp的题,做恶心了,刚刚做到一个既能斜率优化,又能四边形不等式优化的题 :    hdu 3480 Division                  斜率优化....好吧,我忘了怎么写了........                   YY.....                   .....                 .....                 ..... bingo....                       

bzoj 1010 玩具装箱toy -斜率优化

P教授要去看奥运,但是他舍不下他的玩具,于是他决定把所有的玩具运到北京.他使用自己的压缩器进行压缩,其可以将任意物品变成一堆,再放到一种特殊的一维容器中.P教授有编号为1...N的N件玩具,第i件玩具经过压缩后变成一维长度为Ci.为了方便整理,P教授要求在一个一维容器中的玩具编号是连续的.同时如果一个一维容器中有多个玩具,那么两件玩具之间要加入一个单位长度的填充物,形式地说如果将第i件玩具到第j个玩具放到一个容器中,那么容器的长度将为 x=j-i+Sigma(Ck) i<=K<=j 制作容器的

[斜率优化] codefores 660F. Bear and Bowling 4

F. Bear and Bowling 4 题意: 给一个序列val,任选连续的一段[l,r],其价值为∑rj=lval[j]?(j?l+1),求最大价值 . 简单的说就是可以去掉这个序列的某前缀和某后缀,然后对新得到的val求ans=∑val[i]?i ,最后求max(ans). 题解: 斜率优化,这个blog前面讲的不错. 花了两天才完全搞懂这个题. 怎么得出来的呢,我们一步一步来. 首先令sum[i]=∑ij=1val[j],令p[i]=∑ij=1val[j]?j. 然后我们就可以表示出任

斜率优化第一题! HDU3507 | 单调队列优化DP

放一手原题 题解: 第一次写(抄)斜率优化,心里还是有点小激动的.讲一下怎么实现的! 首先我们可以考虑一个朴素的dp:DP[i]表示前i个数字的最少花费,显然我们有一个转移方程 DP[i]=min{DP[j]+M+(sum[i]-sum[j])^2} 但是N^2肯定会超时,我们考虑优化他 假设有k<j<i,如果令j对i的贡献比k好 显然我们有这样的式子 DP[j]+M+(sum[i]-sum[j])^2 < DP[k]+M+(sum[i]-sum[j])^2 把平方打开之后移项 可以得到

hdu3507 Print Article[斜率优化dp入门题]

Print Article Time Limit: 9000/3000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 131072/65536 K (Java/Others)Total Submission(s): 11761    Accepted Submission(s): 3586 Problem Description Zero has an old printer that doesn't work well sometimes. As it is antiqu

斜率优化DP学习

转自:http://www.cnblogs.com/ka200812/archive/2012/08/03/2621345.html 我们知道,有些DP方程可以转化成DP[i]=f[j]+x[i]的形式,其中f[j]中保存了只与j相关的量.这样的DP方程我们可以用单调队列进行优化,从而使得O(n^2)的复杂度降到O(n). 可是并不是所有的方程都可以转化成上面的形式,举个例子:dp[i]=dp[j]+(x[i]-x[j])*(x[i]-x[j]).如果把右边的乘法化开的话,会得到x[i]*x[j

BZOJ 1010: [HNOI2008]玩具装箱toy [DP 斜率优化]

1010: [HNOI2008]玩具装箱toy Time Limit: 1 Sec  Memory Limit: 162 MBSubmit: 9812  Solved: 3978[Submit][Status][Discuss] Description P教授要去看奥运,但是他舍不下他的玩具,于是他决定把所有的玩具运到北京.他使用自己的压缩器进行压缩,其可以将任意物品变成一堆,再放到一种特殊的一维容器中.P教授有编号为1...N的N件玩具,第i件玩具经过压缩后变成一维长度为Ci.为了方便整理,P