1.问题简介:在数组中的两个数字,如果前面一个数字大于后面的数字,则这两个数字组成一个逆序对。输入一个数组,求出这个数组中的逆序对的总数。 2.设计思路:二路归并排序的核心思想是分解和合并,将数组一分为二,起点为left,尾端为right,直到left>=right(分解完成,子数组中的元素个数为1)。完成上述的递归过程,当递归到结束条件满足时,递归往返回的过程,进行二分数组的合并,将二分之后的左右数组依次进行比较,将较小的插入到排序数组中。
因此,在递归往上走时,每一个二分的数组都是有序的。当递归完成时,数组的排序也完成了。同时在排序合并时,比较元素大小,如果左边数组元素大于右边数组的元素,则逆序对=左数长度-左边当前元素的下标+1。如果左边数组元素小于等于右边数组元素,则不形成逆序对。
3.代码:
/*二路归并排序*/
#include <iostream>
using namespace std;
#define N 5
int a[N] = { 1,3,2,3,1 };
int temp[N]; //临时存放排序好的元素的数组
int ans; //存储逆序对变量
void merge(int left, int mid1, int mid2, int right);
void merge_sort(int left,int right)
{
int mid = (left + right) / 2;
if (left >= right) //left>=right时表明数组的元素个数为1,二分到底
{
return;
}
merge_sort(left, mid); // 往左二分
merge_sort(mid + 1, right); //往右二分
merge(left,mid,mid+1, right);
}
void merge(int left, int mid1, int mid2, int right) //合并函数
{
int left1 = left, left2 = mid2;
int count = 0;
while (left1 <= mid1 && left2 <= right)
{
if (a[left1] <= a[left2])
{
temp[count++] = a[left1++];
}
else {
temp[count++] = a[left2++];
ans += (mid1 - left1 + 1);
}
}
/*左右数组,有一个为空之后,将剩下非空数组的元素都插入到有序数组中*/
while (left1 <= mid1)
{
temp[count++] = a[left1++];
}
while (left2 <= right)
{
temp[count++] = a[left2++];
}
/*将有序数组中的元素插入到目标数组中*/
for (int i = 0; i < count; i++)
{
a[left+i] = temp[i];
}
}
int main()
{
merge_sort(0, N-1);
for (int i = 0; i < N; i++)
{
cout << a[i] << " ";
}
cout << endl;
cout << "逆序对数量为:" <<ans<< endl;
return 0;
}
4.运行结果:

5.总结:二路归并排序主要思想是分解(二分)和合并。整个过程可以利用递归解决,递归的出口为数组中的元素的个数为1。同时,当左边的元素大于右边元素时形成逆序对。