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RMQ算法

RMQ(Range Minimum Query)算法用于解决在一个数组中查询指定范围内最小元素的问题。以下是一种常见的RMQ算法实现,使用稀疏表(Sparse Table)的方法来解决RMQ问题的Java代码示例:

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public class RMQAlgorithm {

static int[][] sparseTable;

public static void buildSparseTable(int[] arr) {
int n = arr.length;
int logN = (int) (Math.log(n) / Math.log(2)) + 1;
sparseTable = new int[n][logN];

for (int i = 0; i < n; i++) {
sparseTable[i][0] = arr[i];
}

for (int j = 1; (1 << j) <= n; j++) {
for (int i = 0; i + (1 << j) - 1 < n; i++) {
sparseTable[i][j] = Math.min(sparseTable[i][j - 1], sparseTable[i + (1 << (j - 1))][j - 1]);
}
}
}

public static int queryRMQ(int left, int right) {
int j = (int) (Math.log(right - left + 1) / Math.log(2));
return Math.min(sparseTable[left][j], sparseTable[right - (1 << j) + 1][j]);
}

public static void main(String[] args) {
int[] arr = {2, 5, 1, 8, 4, 7, 3};
buildSparseTable(arr);

int left = 1;
int right = 4;
int minInRange = queryRMQ(left, right);

System.out.println("Minimum element in range [" + left + ", " + right + "]: " + minInRange);
}
}

在这个示例中,buildSparseTable 方法构建了一个稀疏表,用于在数组中查询最小元素。queryRMQ 方法用于查询指定范围内的最小元素。这种方法的时间复杂度为O(1)查询,但需要O(n log n)的预处理时间和O(n log n)的空间。

请注意,稀疏表只适用于不会频繁修改数组内容的情况,因为构建稀疏表的开销较大。在实际应用中,如果需要频繁修改数组,可以考虑其他数据结构如线段树。