树状数组离散化求逆序数

树状数组可以用来求逆序数, 当然一般用归并求。如果数据不是很大, 可以一个个插入到树状数组中, 每插入一个数, 统计比他小的数的个数,对应的逆序为 i- getsum( da

ta[i] ),其中 i 为当前已经插入的数的个数, getsum( data[i] )为比 data[i] 小的数的个数i- sum( data[i] ) 即比 data[i] 大的个数, 即逆序的个数但如果数据比较大,就必须采用离散化方法。一关键字的离散化方法:所谓离散化也就是建立一个一对一的映射。 因为求逆序时只须要求数据的相应
大小关系不变。如: 10 30 20 40 50 与 1 3 2 4 5 的逆序数是相同的定义一个结构体 struct Node{ int data; // 对应数据 int pos; // 数据的输入顺序 };
先对 data 升序排序, 排序后,pos 值对应于排序前 data 在数组中的位置。再定义一个数组 p[N], 这个数组为原数组的映射。以下语句将按大小关系把原数组与 1到 N 建立一一映射。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define MAX 500004
int c[MAX],f[MAX];
struct lisan{
    int v,num;
}a[MAX];
int cmp(lisan a,lisan b)
{
    return a.v<b.v;
}
int n;
int lowbit(int x)
{
    return x&(-x);
}
void update(int x,int num)
{
    while(x<=n)
    {
        c[x]+=num;
        x+=lowbit(x);
    }
}
int get_sum(int x)
{
    int s=0;
    while(x>=1)
    {
        s+=c[x];
        x-=lowbit(x);
    }
    return s;
}
int main()
{
    int i;
    while(scanf("%d",&n),n)
    {
        memset(c,0,sizeof(c));
        for(i=1;i<=n;i++)
        {
            scanf("%d", &a[i].v);
            a[i].num=i;
        }
        sort(a+1,a+1+n,cmp);
        for(i=1;i<=n;i++)
            f[a[i].num]=i;
        int sum=0;
        printf("f : ");
        for(int j = 1; j <= n; j++)
        	printf("%d ", f[j]);
        printf("\n");
        for(i=1;i<=n;i++)
        {
            update(f[i],1);
            printf("c : ");
			for(int j = 1; j <= n; j++)
        		printf("%d ", c[j]);
        	printf("\n");
            sum+=i-get_sum(f[i]);
        }
        printf("%d\n",sum);
    }
    return 0;
}


### 使用树状数组(Fenwick Tree)计算逆序对 #### 方法概述 树状数组是一种支持高效单点更新和前缀和查询的数据结构,其核心思想是通过一种特殊的二进制表示方法来存储部分前缀和,从而使得每次更新或查询的时间复杂度降低至 \(O(\log n)\)[^1]。对于逆序对问题,可以通过从右向左遍历数组的方式,利用树状数组记录已经访问过的元素并统计小于当前元素的数量。 具体做法如下: - 将原数组中的数值离散化为排名值,以便减少内存占用。 - 初始化一个长度等于最大排名值的树状数组。 - 从右往左依次处理每个元素,先查询该元素之前有多少个大于它的数,再将其加入树状数组中[^2]。 --- #### 核心代码实现 (C++) 以下是基于 C++ 的树状数组实现逆序对计数的具体代码: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; // 定义树状数组类 class FenwickTree { public: vector<int> tree; int size; FenwickTree(int n) : size(n), tree(n + 1, 0) {} // 更新某个位置的值 void update(int index, int value) { while (index <= size) { tree[index] += value; index += index & (-index); } } // 查询某一段区间的前缀和 int query(int index) const { int sum = 0; while (index > 0) { sum += tree[index]; index -= index & (-index); } return sum; } }; int countInversions(vector<int>& nums) { if (nums.empty()) return 0; // 离散化过程 vector<int> sortedNums(nums.begin(), nums.end()); sort(sortedNums.begin(), sortedNums.end()); sortedNums.erase(unique(sortedNums.begin(), sortedNums.end()), sortedNums.end()); auto getRank = [&](const int& num) -> int { return lower_bound(sortedNums.begin(), sortedNums.end(), num) - sortedNums.begin() + 1; }; int rankSize = sortedNums.size(); FenwickTree fenwick(rankSize); long long inversionCount = 0; for (auto it = nums.rbegin(); it != nums.rend(); ++it) { // 反向迭代 int rank = getRank(*it); inversionCount += fenwick.query(rank - 1); // 统计前面比它小的数 fenwick.update(rank, 1); // 插入当前数 } return inversionCount; } int main() { vector<int> nums = {7, 5, 6, 4}; cout << "Number of inversions: " << countInversions(nums) << endl; // 输出应为 5 return 0; } ``` 上述代码定义了一个 `FenwickTree` 类用于管理树状数组的操作,并提供了一种通用的方式来计算任意整数序列中的逆序对数目[^3]。 --- #### 关键点解析 1. **离散化** 原始数组可能包含非常大的整数值,这会显著增加树状数组的空间需。因此,通常需要将原始数组映射到一个小范围内的连续整数集合上,这一过程称为离散化[^4]。 2. **反向遍历** 计算逆序对的关键是从最后一个元素开始逐步向前扫描整个数组。这样做的好处是可以动态维护已知范围内所有可能出现的小于当前元素的次数。 3. **时间复杂度分析** 整个算法由两部分组成:一是排序与去重后的离散化阶段;二是实际运用树状数组完成倒置对统计的部分。总体来看,这两个环节都维持在 \(O(n \log n)\),其中 \(n\) 表示输入列表大小。 --- ###
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值