在计算机科学中,ST算法是一种优化区间查询问题 (intervals query) 的算法。它使用动态规划,突破了RMQ(Range Minimum Query)询问复杂度的线性限制,可以在O(1)时间复杂度内查询区间内的最大最小值。
ST算法可以通过构造一张二维表,其(i, j)元素表示区间[i, i+2^j-1]的最小值或最大值。通过预处理,我们按照表的规则填充所有可能的查询。对于区间的查询,我们检索表中两个预先计算的值,其包含待查询区间并且最大程度上重叠,使用这两个值来生成答案。
使用动态规划算法的重要之处在于,它存储了决策结果空间中每个问题的结果,所以查询是常数时间级别。
时间复杂度是算法效率的关键因素之一。ST算法的查询复杂度为常数时间,也就是O(1)时间复杂度。
实际上,ST算法在预处理阶段需要O(n log n)的时间复杂度,但一旦预处理完成,处理单个查询的时间开销将在常数级别左右。
ST算法主要用于查询区间内的最大值和最小值。以这种算法作为基础,我们可以解决一些应用问题,例如LCA(最近公共祖先)问题和RMQ问题(区间最小值和最大值的查询问题)。
除此之外,ST算法还可以用于许多其他类型的问题,例如查询区间的和或任何其他查询区间函数的最大值 / 最小值。ST算法的灵活性和普适性使其成为一种重要的算法。