$f(i,j)$: 安排前 $i$ 个工匠粉刷前 $j$ 块木板(可以有空着不刷的),工匠们能获得的最大报酬;
(1)第 $i$ 个工匠可以什么也不刷,此时:$f(i,j) = f(i-1,j)$;
(2)第 $j$ 块木板可以 空着 不刷,此时:$f(i,j) = f(i,j-1)$;
(3)第 $i$ 个工匠粉刷 $[k+1,j]$ 的木板,总数不超过$L_i$且必须包含$S_i$,
故:$k+1<=S_i<=j 即 k<=S_i-1; j-k<=L_i 即 k>=j-L_i$
$f(i,j)=max\{ f(i-1,k) + P_i*(j-k) \} (j-L_i<=k<=S_i-1, j>=S_i)$
优化:(细节请参考《算法竞赛进阶指南》 P315)
考虑内层循环$j$以及决策$k$时,可以把外层$i$看作定值,状态转移方程可改为:
$f(i,j)=P_i*j + max\{ f(i-1,k)-P_i*k \} (j-L_i<=k<=S_i-1, j>=S_i)$
当$j$增大时,决策 $k$ 的取值范围上界$S_i-1$不变,下界$j-L_i$变大,按与“最大子序列和”一题类似的想法,我们比较任意$2$个决策$k_1$和$k_2$,不妨假设$k_1<k_2<=S_i-1$:
因为$k_2>k_1$,随着j增大,$k_1$会比$k_2$更早从范围$[j-L_i,S_i-1]$中被排除,如果还满足:
$f(i-1,k_1)-P_i*k_1<=f(i-1,k_2)-P_i*k_2$,那么就意味着$k_2$比$k_1$更优且存活期更长。
这种情况下,$k_1$就是无用决策,从候选集排除即可。
综上所述,可以维护一个决策点$k$单调递增,数值$f(i-1,k)-P_i*k$单调递减的队列。
只有队列中的决策才有可能在某一时刻成为最优决策。
该单调队列支持如下操作:
1、$j$变大时,检查队头,把小于$j-L_i$的决策出队;
2、需要查询最优决策时,队头即所求;
3、新决策需要加入候选集时,在队尾检查$f(i-1,k)-P_i*k$的单调性,把无用决策出队,最后新决策入队。
具体操作:
内循环开始时($j=S_i$),建立空队列,把$[max(S_i-L_i,0) , S_i-1]$中的决策加入候选集(操作$3$).对于每个$j=S_i$~$N$,
检查决策合法性(操作$1$),然后取队头为最优决策(操作$2$)进行状态转移。
每个决策最多入队、出队$1$次,故转移时间复杂度均摊$O(1)$,整体时间复杂度$O(NM)$