[算进] 双端队列 题解

Problem

ACwing 题目地址

Solution

好题，代码短，思维性强，细节多。

我们应该推导出以下两条性质：

• 让我们来手玩一下样例，样例排序后应该是这样子的：0 3 3 6 6 9，其中相同的数在排序后的序列是连续的一段，而双端队列中元素应该是序列中连续的一段。（并没有用）

• 双端队列添加元素，先是添加一个到中间，再是往两边插入数字，假设双端队列中一段元素分别是 (x_1,x_2...x_n) ，且 (x_m) 是第一个加入的元素。记 (ID(x_i)) 表示这个元素在原序列中的下标，那么就有 (ID(x_1)>ID(x_2)>...>ID(x_{m-1})>ID(x_m)<ID(x_{m+1})<...<ID(x_{n-1})<ID(x_n))。（这个性质就很重要了）

考虑一个双端队列，用函数 (y=ID(x_i)) 来形象的表示这个数列的特征（当然这个函数是离散的，为了形象，将他连续），函数的图像如下：

它是一个单谷函数！

我们把原序列排好序，它们的下标排成一个函数（相同的数字下标直接按从小到大排，先不做处理），函数的图像应该是这样子的：

波浪形的。又因为双端队列中的元素必须是原序列中连续的一段，所以我们就把问题转化为在上面这个函数里面找谷底，一个谷底就是一个双端队列 （懂？）

诶诶诶，别走啊，这个题目还没做完呢，我们还不能保证这样是最优的（也就是波谷是最少的），我们要用一些贪心策略来使得波谷最少。

这就要请出连在一起（值相同）的这些数了。我们知道，连在一起（值相同）的这些数内部都是这个样子的：

我们要用一些操作把这个函数尽量捋平，又因为我们发现值相同的这些数内部不是单调增就是单调减的（因为这样才会优），大力分类讨论，看一下哪一种会使得这个函数更加平整（上升趋势就尽量往上升，下降趋势就尽量往下降）。

最后注意一个细节，我们不是数有多少个波谷，而是数有多少个波峰，因为：

（自己多写写，多画画，结合这篇题解和代码思考思考，我觉得还是可以搞懂这题的）

Code

Talk is cheap.Show me the code.

#include<bits/stdc++.h>
#define INF 1e18
#define int long long
using namespace std;
inline int read() {
	int x=0,f=1; char ch=getchar();
	while(ch<'0' || ch>'9') { if(ch=='-') f=-1; ch=getchar(); }
	while(ch>='0'&&ch<='9') { x=(x<<3)+(x<<1)+(ch^48); ch=getchar(); }
	return x * f;
}
const int N = 200007;
int n,ans;
struct Node {
	int val,id;
	bool operator < (const Node &el) {
		if(val == el.val) return id < el.id;
		return val < el.val;
	}
}a[N];
signed main()
{
	n = read();
	for(int i=1,x;i<=n;++i) {
		x = read();
		a[i] = (Node)<%x,i%>;
	}
	sort(a+1, a+1+n);
	int last = INF, dir = -1; ans = 1;
	for(int i=1,j;i<=n;i=j+1) {
		j = i; while(j<=n && a[i].val==a[j].val) ++j; --j;
		int mip = a[i].id, mxp = a[j].id;
		if(dir == 1) {
			if(mip > last) last = mxp;
			else last = mip, dir = -1, ++ans;	//开启一个新的谷 
		} else {
			if(mxp < last) last = mip;
			else last = mxp, dir = 1;
		}
	}
	printf("%lld
",ans);
	return 0;
}

Summary

这是一道思维题，但是还是可以学到套路的，学到了：

• 如果按顺序依次将数插入双端队列，那么双端队列具有一个性质，它里面的数的下标呈一个单谷函数

• 贪心使得函数波折尽量小的套路 （虽然这个自己想想就知道）