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st表

ST表Sparse Table)是一種高效處理區間查詢問題的數據結構,主要用於解決區間最大值/最小值查詢(Range Maximum/Minimum Query, RMQ)問題。它通過預處理的方式,可以在O(1)的時間複雜度內回答某一區間的最值查詢。ST表使用動態規劃的思想,倍增算法進行預處理,達到O(nlogn)的預處理時間複雜度,查詢時間複雜度為O(1)。

ST表的構建過程如下:

初始化一個二維數組f,其中f[i][j]表示從第i個元素開始的2^j個元素的子序列中的最大值或最小值。

遍歷序列中的每個元素i,計算f[i],即單個元素的最大值或最小值。

對於j從1到log(n),計算f[i][j],這是通過比較f[i][j-1]和f[i+2^(j-1)][j-1]來得出的,其中i+2^(j-1)表示從i開始的2^(j-1)長度的子序列的結束位置。

查詢時,ST表可以快速找到一個區間[l, r]中的最大值或最小值。查詢過程如下:

計算k=log2(r-l+1),找到能夠覆蓋區間[l, r]的最小區間長度。

分別計算f[l][k]和f[r-2^k+1][k],這兩個值分別代表了區間[l, r]左右兩側的最大值或最小值。

合併這兩個區間的最大值或最小值得出最終結果。

通過這種方式,ST表能夠在處理區間查詢問題時提供高效的處理速度,特別適用於處理大量數據的情況。