DP优化(一)单调队列/单调栈优化实例讲解_单调队列和单调栈区别

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本篇文章给大家谈谈DP优化(一)单调队列/单调栈优化实例讲解,以及单调队列和单调栈区别对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

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单调队列/单调栈优化实例讲解单调队列(Monotonic Queue)和单调栈(Monotonic Stack)是常用的算法优化技巧,它们可以帮助我们更高效地解决一些特定的问题。

本文将通过实例讲解如何使用单调队列和单调栈优化算法,以提高算法的效率。

DP优化(一)单调队列/单调栈优化实例讲解_单调队列和单调栈区别-第1张图片-东莞河马信息技术
(图片来源网络,侵删)

一、单调队列优化单调队列是一种特殊的队列,它能够保证队列中的元素始终保持单调性。

在解决一些需要用到滑动窗口的问题时,我们可以通过使用单调队列来优化算法。

DP优化(一)单调队列/单调栈优化实例讲解_单调队列和单调栈区别-第2张图片-东莞河马信息技术
(图片来源网络,侵删)

例题:数组中出现最多的元素给定一个整数数组,找出出现次数最多的元素,并返回其出现次数。

传统解法:使用哈希表记录每个元素的出现次数,并找到出现次数最多的元素。

优化解法:使用单调队列。

遍历数组,对于每个元素,将其与队列中的最小元素进行比较。

如果当前元素大于最小元素,则将最小元素出队,并将当前元素入队。

最后,队列中剩下的元素即为出现次数最多的元素。

时间复杂度:O(n)。

二、单调栈优化单调栈也是一种常用的优化技巧,它能够保证栈中的元素始终保持单调性。

在解决一些需要用到后缀数组的问题时,我们可以通过使用单调栈来优化算法。

例题:最长递增子序列长度给定一个整数数组,求其最长递增子序列的长度。

传统解法:使用双指针遍历数组,记录当前最长递增子序列的长度。

优化解法:使用单调栈。

遍历数组,对于每个元素,将其与栈顶元素进行比较。

如果当前元素大于栈顶元素,则将栈顶元素弹出并重新压入栈中,同时更新最长递增子序列的长度。

最后返回最长递增子序列的长度即可。

时间复杂度:O(n)。

三、实例讲解例题:数组中出现最多的元素优化解法实现首先,我们定义一个单调队列来实现优化解法。

在遍历数组时,对于每个元素,将其与队列中的最小元素进行比较。

如果当前元素大于最小元素,则将最小元素出队,并将当前元素入队。

最后,队列中剩下的元素即为出现次数最多的元素。

我们可以通过以下代码实现这个算法:```python from collections import deque def mostFrequent(nums):if not nums: return 0, 0 # 空数组返回结果为空freq = {} # 哈希表记录每个元素的频率res = [] # 结果列表保存出现次数最多的元素queue = deque() # 单调队列保证单调性for num in nums:if num in freq: # 如果该元素已经出现过,则更新频率和结果列表freq[num] += 1if freq[num] > res[-1]: # 如果当前频率大于上一次记录的频率,则更新结果列表的最后一个元素为当前元素res.append(num)else: # 否则将当前元素入队,并初始化频率为1freq[num] = 1queue.append(num)return res, len(queue) # 返回出现次数最多的元素和其出现次数(数量为单调队列中的元素个数) ``` 通过单调队列的优化,我们可以更快地找到出现次数最多的元素,从而提高了算法的效率。

需要注意的是,在使用单调队列时需要保证队列中的元素能够满足单调性的要求,否则无法正确地解决问题。

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标签: 单调队列 数组