hdu 1394 Minimum Inversion Number

本文探讨了在所有可能的滚动序列中寻找最小逆序数对的方法,通过归并排序、线段树和树状数组三种算法实现,并详细解释了每种方法的原理与实现过程。

        题意:一个长度为n的整形序列,是0~n-1的一个排列,这个序列可以滚动(把第一个元素放到尾部),求其在所有可能的滚动序列中,最小的逆序数对(也就是有多少对数在前面的大,在后面的小)。

        思路:先求原序列的逆序数对,然后根据这个逆序数对推滚动后的逆序数对,找出最小值。具体方法有以下几种。。


方法1:归并排序,在排序过程中计数。都是sort函数惯的,连个排序都调试了好久。。

#include <iostream>    
#include <stdio.h>    
#include <cmath>    
#include <algorithm>    
#include <iomanip>    
#include <cstdlib>    
#include <string>    
#include <memory.h>    
#include <vector>    
#include <queue>    
#include <stack>    
#include <map>  
#include <set>  
#include <ctype.h>    
#define INF 10000000
#define ll long long
#define min3(a,b,c) min(a,min(b,c))
#define max3(a,b,c) max(a,max(b,c))
#define MAXN 100010

using namespace std;  

int a[5010];
int b[5010];
int tmp[5010];

ll bisort(int l,int r){
	if(l>=r)return 0;
	if((l+1)==r){
		if(a[l]>a[r]){
			swap(a[l],a[r]);return 1;
		}
		return 0;
	}
	int mid=(l+r)/2;
	
	int re=bisort(l,mid)+bisort(mid+1,r);
	int k1=l,k2=mid+1,k=0;
	while(true){
		if(k1>mid||(k2<=r&&a[k1]>a[k2]) ){
			tmp[k]=a[k2];
			k++;k2++;
			re+=(mid-k1+1);
		}
		else{
			tmp[k]=a[k1];
			k++;k1++;
		}
		if(k1>mid&&k2>r)break;
	}
	memcpy(a+l,tmp,k*sizeof(int));
	return re;
}

int main() {
	int n;
	while(cin>>n){
		for(int i=1;i<=n;i++)cin>>a[i];
		memcpy(b,a,sizeof(a));
		ll tmp=bisort(1,n);
		ll ans=tmp;
		
		for(int k=1;k<=n;k++){
			tmp=tmp-b[k]+n-1-b[k];
			ans=min(ans,tmp);
		}
		cout<<ans<<endl;
	}
	return 0;
}

方法2:线段树

#include <iostream>    
#include <stdio.h>    
#include <cmath>    
#include <algorithm>    
#include <iomanip>    
#include <cstdlib>    
#include <string>    
#include <memory.h>    
#include <vector>    
#include <queue>    
#include <stack>    
#include <map>  
#include <set>  
#include <ctype.h>    
#define INF 10000000
#define ll long long
#define min3(a,b,c) min(a,min(b,c))
#define max3(a,b,c) max(a,max(b,c))
#define MAXN 100010

using namespace std;  

struct node{
	int l,r;
	int val;
	//int add;
};
node seg[20010];

void build(int x,int l,int r){
	seg[x].l=l;
	seg[x].r=r;
	seg[x].val=0;
	int mid=(l+r)/2;
	if(l==r)return ;
	build(2*x,l,mid);
	build(2*x+1,mid+1,r);
}

void update(int x,int n){
	seg[x].val++;
	int mid=(seg[x].l+seg[x].r)/2;
	if(seg[x].l==seg[x].r)return;
	if(n<=mid){
		update(x*2,n);
	}else{
		update(x*2+1,n);
	}
}

int query(int x,int l,int r){
	if(l>r)return 0;
	if(seg[x].l==l&&seg[x].r==r){
		return seg[x].val;
	}
	int mid=(seg[x].l+seg[x].r)/2;
	if(r<=mid){
		return query(2*x,l,r);
	}else{
		if(l>=mid+1){
			return query(2*x+1,l,r);
		}else{
			return query(2*x,l,mid)+query(2*x+1,mid+1,r);
		}
	}
}

int a[5010];

int main() {
	std::ios::sync_with_stdio(false);
	std::cin.tie(0);
	int n;
	while(cin>>n){
		build(1,0,n);
		ll tmp=0;
		for(int i=1;i<=n;i++){
			cin>>a[i];
			tmp+=query(1,a[i]+1,n-1);
			update(1,a[i]);
		}
		
		ll ans=tmp;
		for(int k=1;k<=n;k++){  
            tmp=tmp-a[k]+n-1-a[k];  
            ans=min(ans,tmp);  
        }  
		cout<<ans<<endl;
	}
	return 0;
}


方法3:树状数组

#include <iostream>    
#include <stdio.h>    
#include <cmath>    
#include <algorithm>    
#include <iomanip>    
#include <cstdlib>    
#include <string>    
#include <memory.h>    
#include <vector>    
#include <queue>    
#include <stack>    
#include <map>  
#include <set>  
#include <ctype.h>    
#define INF 10000000
#define ll long long
#define min3(a,b,c) min(a,min(b,c))
#define max3(a,b,c) max(a,max(b,c))
#define MAXN 100010

using namespace std;  

int n;
int a[5010];
int c[5010];

inline int lowbit(int n){
	return n&(n^(n-1));
}

inline void update(int pos){
	while(pos<=n){
		c[pos]++;
		pos+=lowbit(pos);
	}
}

inline int sum(int end){
	int re=0;
	while(end){
		re+=c[end];
		end-=lowbit(end);
	}
	return re;
}

int main() {
	std::ios::sync_with_stdio(false);
	std::cin.tie(0);
	
	while(cin>>n){
		memset(c,0,sizeof(c));
		ll tmp=0;
		for(int i=1;i<=n;i++){
			cin>>a[i];
			++a[i];
			tmp+=(i-1-sum(a[i]-1));
			update(a[i]);
		}
		
		ll ans=tmp;
		for(int k=1;k<=n;k++){  
            tmp=tmp-2*a[k]+1+n;  
            ans=min(ans,tmp);  
        }
		cout<<ans<<endl;
	}
	return 0;
}



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