为什么会变成这样呢? #2(绝对值与最大值转换)

发布时间 2023-08-13 01:45:48作者: 方而静

优化动态规划式子,\(1\leq i\leq n\),其中 \(a_i\)\(b_i\) 都是预先给定的常数:

\[f(i)=\max_{1\leq k\leq i} f(k-1)+|a_i-a_k|+|b_i-b_k| \]

期望复杂度:\(O(n)\)

解答:lcw's trick

注意到 \(|x-y|=\max\{x-y,y-x\}\),于是考虑令

\[\begin{aligned}g_{00}(i)&=\max_{1\leq k\leq i} f(k-1)-a_k-b_k\\g_{01}(i)&=\max_{1\leq k\leq i} f(k-1)-a_k+b_k\\g_{10}(i)&=\max_{1\leq k\leq i} f(k-1)+a_k-b_k\\g_{11}(i)&=\max_{1\leq k\leq i} f(k-1)+a_k+b_k\end{aligned} \]

于是,显然有 \(O(1)\) 递推式

\[\begin{aligned}g_{00}(i)&=\max\{g_{00}(i-1),f(i)-a_i-b_i\}\\g_{01}(i)&=\max\{g_{01}(i-1),f(i)-a_i+b_i\}\\g_{10}(i)&=\max\{g_{10}(i-1),f(i)+a_i-b_i\}\\g_{11}(i)&=\max\{g_{11}(i-1),f(i)+a_i+b_i\}\end{aligned} \]

另一方面,我们有

\[f(i)=\max\left\{\begin{aligned}&g_{00}(i-1)+a_i+b_i,\\&g_{01}(i-1)+a_i-b_i,\\&g_{10}(i-1)-a_i+b_i,\\&g_{11}(i-1)-a_i-b_i\end{aligned}\right\} \]

这立即得到了一个 \(O(n)\) 的递推。

例题: