线段树最大连续子段板子😂单调栈

简介: 线段树最大连续子段板子😂单调栈

题目

题意

  • 给一个 n(1≤n≤1e5) 和长为 n 的数组 a(-30≤a[i]≤30)
  • 设 b 为 a 的一个非空连续子数组
  • 输出 sum(b)-max(b) 的最大值

思路

  • 正解
  • 从数组a的范围我们可以看出一点端倪
  • 枚举 max(b),把 > max(b) 的去掉,分裂出每个子段都求一遍最大子段和再减去枚举的 max(b)。
  • 所有结果的最大值即为答案。
  • 适用范围更广的(其实是为了贴板子)一种简单的最大连续子段板子O(N)

ini

复制代码

//b[j] = max{b[j - 1] + a[j],a[j]}, 1 <= j <= n
int max_subsegment(int a[],int n){
  int result = 0,b = 0;
  int begin = 0,end = 0;//记录最大子段的起始,终止下标 
  for(int i = 0; i < n;i++){
    if(b > 0){
      b += a[i];
    }else{
      b = a[i];
      begin = i;
    }
    if(b > result){
      result = b; 
      end = i;
    }
  }
  
  return result;
}

线段树分治板子O(logN)

scss

复制代码

struct node{
  int l,r;
  int sum,ms;//maxsum
    int ml,mr;//maxl,maxr
}tree[N*4];
void PushUp(int i)
{
  tree[i].sum=tree[i<<1].sum+tree[i<<1|1].sum;
  tree[i].ml=max(tree[i<<1].sum+tree[i<<1|1].ml,tree[i<<1].ml);
  tree[i].mr=max(tree[i<<1|1].sum+tree[i<<1].mr,tree[i<<1|1].mr);
  tree[i].ms=max(max(tree[i<<1].ms,tree[i<<1|1].ms),tree[i<<1].mr+tree[i<<1|1].ml);
}
void build(int i,int l,int r)
{
  tree[i].l=l,tree[i].r=r;
  if(l==r)
  {
    tree[i].sum=tree[i].ml=tree[i].mr=tree[i].ms=a[l];//最小线段的值
    return ;
  }
  int mid=(l+r)>>1;
  build(i<<1,l,mid);
  build(i<<1|1,mid+1,r);
  PushUp(i);
}
void update(int i,int pos,int val)
{
  if(tree[i].l==tree[i].r)
  {
    tree[i].ms=tree[i].ml=tree[i].mr=tree[i].sum=val;
    return ;
  }
  int mid=(tree[i].l+tree[i].r)>>1;
  if(pos<=mid)
    update(i<<1,pos,val);
  else update(i<<1|1,pos,val);
  PushUp(i);
}
node query(int i,int l,int r)
{
  if(l<=tree[i].l&&tree[i].r<=r)
    return tree[i];
  int mid=(tree[i].l+tree[i].r)>>1;
  if(r<=mid) return query(i<<1,l,r);
  else if(l>mid) return query(i<<1|1,l,r);
  else
  {
    node x=query(i<<1,l,r),y=query(i<<1|1,l,r),res;
    //合并答案 
    res.sum=x.sum+y.sum;
    res.ml=max(x.sum+y.ml,x.ml);
    res.mr=max(y.sum+x.mr,y.mr);
    res.ms=max(max(x.ms,y.ms),x.mr+y.ml);
    return res;
  }
}
  • 回到题目上的做法
  • 先利用单调栈找出以每个节点为最大值左边界和右边界(单调栈经典思路)
  • 枚举所有点,用左边界和右边界之后,在这个区间内查询最大子段,和减当前这个点的值就是答案
  • 注意,最大子段不一定包含这个最大值,看似逻辑上有bug,但是枚举了所有点,一定有枚举到正确的答案最大的情况
  • 如果不包含这个最大值,但是减掉这个最大值,只会越小,不可能更新答案
  • 所以这样的做法是正确的

代码

ini

复制代码

#include<bits/stdc++.h>
#define debug1(a) cout<<#a<<'='<< a << endl;
#define debug2(a,b) cout<<#a<<" = "<<a<<"  "<<#b<<" = "<<b<<endl;
#define debug3(a,b,c) cout<<#a<<" = "<<a<<"  "<<#b<<" = "<<b<<"  "<<#c<<" = "<<c<<endl;
#define debug4(a,b,c,d) cout<<#a<<" = "<<a<<"  "<<#b<<" = "<<b<<"  "<<#c<<" = "<<c<<"  "<<#d<<" = "<<d<<endl;
#define debug5(a,b,c,d,e) cout<<#a<<" = "<<a<<"  "<<#b<<" = "<<b<<"  "<<#c<<" = "<<c<<"  "<<#d<<" = "<<d<<"  "<<#e<<" = "<<e<<endl;
#define endl "\n"
#define fi first
#define se second
#define int long long
//#define int __int128
using namespace std;
typedef long long LL;
typedef unsigned long long ULL;
typedef pair<int,int> PII;
typedef pair<LL,LL> PLL;
//#pragma GCC optimize(3,"Ofast","inline")
//#pragma GCC optimize(2)
inline int rd()
{
  int f=1,x=0;char c=getchar();
  while(c<'0'||'9'<c){if(c=='-')f=-1;c=getchar();}
  while('0'<=c&&c<='9') x=(x<<3)+(x<<1)+(c^48),c=getchar();
  return f*x;
}
//常数定义
const double eps = 1e-4;
const double PI = acos(-1.0);
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int N = 1e5+10;
int a[N];
int L[N],R[N];
struct node{
  int l,r;
  int sum,ms/*maxsum*/,ml,mr/*maxl,maxr*/;
}tree[N*4];
void PushUp(int i)
{
  tree[i].sum=tree[i<<1].sum+tree[i<<1|1].sum;
  tree[i].ml=max(tree[i<<1].sum+tree[i<<1|1].ml,tree[i<<1].ml);
  tree[i].mr=max(tree[i<<1|1].sum+tree[i<<1].mr,tree[i<<1|1].mr);
  tree[i].ms=max(max(tree[i<<1].ms,tree[i<<1|1].ms),tree[i<<1].mr+tree[i<<1|1].ml);
}
void build(int i,int l,int r)
{
  tree[i].l=l,tree[i].r=r;
  if(l==r)
  {
    tree[i].sum=tree[i].ml=tree[i].mr=tree[i].ms=a[l];
    return ;
  }
  int mid=(l+r)>>1;
  build(i<<1,l,mid);
  build(i<<1|1,mid+1,r);
  PushUp(i);
}
void update(int i,int pos,int val)
{
  if(tree[i].l==tree[i].r)
  {
    tree[i].ms=tree[i].ml=tree[i].mr=tree[i].sum=val;
    return ;
  }
  int mid=(tree[i].l+tree[i].r)>>1;
  if(pos<=mid)
    update(i<<1,pos,val);
  else update(i<<1|1,pos,val);
  PushUp(i);
}
node query(int i,int l,int r)
{
  if(l<=tree[i].l&&tree[i].r<=r)
    return tree[i];
  int mid=(tree[i].l+tree[i].r)>>1;
  if(r<=mid) return query(i<<1,l,r);
  else if(l>mid) return query(i<<1|1,l,r);
  else
  {
    node x=query(i<<1,l,r),y=query(i<<1|1,l,r),res;
    //合并答案 
    res.sum=x.sum+y.sum;
    res.ml=max(x.sum+y.ml,x.ml);
    res.mr=max(y.sum+x.mr,y.mr);
    res.ms=max(max(x.ms,y.ms),x.mr+y.ml);
    return res;
  }
}
void solve() 
{
    int n;cin >> n;
    a[0] = a[n+1] = 100;
    for(int i = 1;i <= n;i ++)
    {
        cin >> a[i];
    }
    stack<int> sta;
    for(int i = 1;i <= n;i ++)
    {
        while(sta.size() && a[sta.top()] <= a[i])
        {
            sta.pop();
        }
        if(sta.empty()) L[i] = 1;
        else L[i] = sta.top() + 1;
        sta.push(i);
    }
    while(sta.size())sta.pop();
    for(int i = n;i >= 1;i --)
    {
        while(sta.size() && a[sta.top()] <= a[i])
        {
            sta.pop();
        }
        if(sta.empty()) R[i] = n;
        else R[i] = sta.top() - 1;
        sta.push(i);  
    }
    build(1,1,n);
    //for(int i = 1;i <= n ;i ++)update(1,i,a[i]);
    int ans = 0;
    for(int i = 1;i <= n ;i ++)
    {
        
        node now = query(1,L[i],R[i]);
        //debug4(i,L[i],R[i],now.ms);
        ans = max(ans,now.ms - a[i]);
    }
    //debug4(4,4,13,query(1,4,12).ms);
    cout << ans << endl;
}
signed main()
{
    
    /*
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
    cout.tie(0);
    */
    int T = 1;//cin >> T;
    while(T--){
        //puts(solve()?"YES":"NO");
        solve();
    }
    return 0;
}
/*
*/


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