• 单调队列/单调栈入门详解+题目推荐


    以前一直以为这两个是很高级的东西,这段时间用到了才开始学,发现实际上非常简单

    下面我们以单调队列为例进行讲解,单调栈自行类比


    顾名思义

    单调队列这个名字就指明了它的性质——单调性

    我们来看一道例题——滑动窗口

    题面在此不再赘述,大意就是有一个长度为(n)的数列,一个长度为(k)的窗口,输出窗口位于每个位置下的下的最大最小值

    嗯,题目很好理解,st表或者线段树过的先别说话,我们来看看另一种方法

    我们维护一个长度为k的队列,使得队列的开头为答案,那么我们每次只需要输出开头就好了。这个想法很好,可是怎么实现呢?

    最大值为例,既然我们想要保证队列开头为答案,那么我们就要保证每次更新使最大值一直放在队列。那么如果存储的最大值该弹出了怎么办呢?我们只需要记录下每个元素的位置,判断是否在区间内即可。

    队头弹出后,第二位就变成了队头,我们就要保证这个数现在是区间内最大。那么是不是说,我们需要将这个长度为(k)的区间中的每一个数都存起来呢?不是的,并不是每个数被记录都有意义的。举个例子,(a_i)(a_j)两个数,i<j。如果(a_i)>(a_j),那么两个数都应该记录;但是如果(a_i≤a_j),那么当(a_j)进入区间后,(a_i)的记录就没有意义了。很好理解,我们假设每个数作为区间最大值的次数为它的贡献,当(a_j)进入区间以后,在区间中存在的时间一定比(a_i)长,也就说明(a_i)一定不会再做贡献了,我们确定没有贡献的点,便可以直接删去,以维护单调队列的单调性。

    那么这道题也就已经做出来了,我们再来看看代码

    #include<algorithm>
    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<cstdio>
    #include<cctype>
    #define ll long long
    #define gc() getchar()
    #define maxn 1000005
    using namespace std;
    
    inline ll read(){
    	ll a=0;int f=0;char p=gc();
    	while(!isdigit(p)){f|=p=='-';p=gc();}
    	while(isdigit(p)){a=(a<<3)+(a<<1)+(p^48);p=gc();}
    	return f?-a:a;
    }
    
    struct ahaha{    //v表示数的大小,pos表示数的位置
    	int v,pos;
    }q[maxn];
    int n,a[maxn],h=1,t,k;
    int main(){
    	n=read();k=read();
    	for(int i=1;i<=n;++i)a[i]=read();
    	for(int i=1;i<=n;++i){
    		while(h<=t&&q[h].pos+k<=i)++h;    //维护区间长度,使队列内的数都在区间内
    		while(h<=t&&q[t].v>=a[i])--t;    //维护队列单调性,上已证明
    		q[++t].v=a[i];q[t].pos=i;      //将当前元素放入队尾
    		if(i>=k)printf("%d ",q[h].v);
    	}
    	h=1;t=0;
    	printf("
    ");
    	for(int i=1;i<=n;++i){
    		while(h<=t&&q[h].pos+k<=i)++h;
    		while(h<=t&&q[t].v<=a[i])--t;
    		q[++t].v=a[i];q[t].pos=i;
    		if(i>=k)printf("%d ",q[h].v);
    	}
    	return 0;
    }
    

    看到这里,你应该已经对单调队列有了一个初步的理解,下面推荐几道入门题(顺序与难度无关)

    例题

    扫描

    逛画展

    琪露诺

    切蛋糕

    [USACO09MAR]向右看齐Look Up

    Bad Hair Day

    Feel Good

    Largest Rectangle in a Histogram

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