求排列的逆序数(分治)

考虑1,2,…,n (n <= 100000)的排列i1,i2,…,in,如果其中存在j,k,满足 j < k 且 ij > ik, 那么就称(ij,ik)是这个排列的一个逆序。
一个排列含有逆序的个数称为这个排列的逆序数。例如排列 263451 含有8个 逆序(2,1),(6,3),(6,4),(6,5),(6,1),(3,1),(4,1),(5,1),因此该排列的逆序数就是8。
现给定1,2,…,n的一个排列,求它的逆序数。

笨办法:O(n2)

分治O(nlogn):
1) 将数组分成两半,分别求出左半边的逆序数和右半边的逆序数
2) 再算有多少逆序是由左半边取一个数和右半边取一个数构成(要求O(n)实 现)

由归并排序改进得到,加上计算逆序的步骤

MergeSortAndCount: 归并排序并计算逆序数

代码:

#include<iostream>
using namespace std;
#define N 100000 + 5
int n; 
int a[N];
int b[N];
int ans = 0;
void merge(int L, int R) {
    int mid = (L + R) / 2;
    int l = L;
    int r = mid+1;
    int count = 0;
    while(l <= mid && r <= R) {
        if(a[l] < a[r]) {
            b[count++] = a[r++];    
        } else {
            b[count++] = a[l++];
            ans += R - r + 1;
        }
    }
    while(l <= mid) b[count++] = a[l++];
    while(r <= R) b[count++] = a[r++];
    for(int i = L; i <= R; i++) a[i] = b[i-L];
}
void MergeSortAndCount(int L, int R) {
    if(L < R) {
        int mid = (L + R) / 2;
        MergeSortAndCount(L, mid);
        MergeSortAndCount(mid + 1, R);
        merge(L, R);
    }
}
int main() {
    scanf("%d", &n);
    for(int i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &a[i]);
    MergeSortAndCount(0, n-1);
    printf("%d\n", ans);
    return 0;
}

 

转载于:https://www.cnblogs.com/kindleheart/p/9416210.html

### C++ 分治算法计算排列逆序数 为了高效地计算排列中的逆序数,可以采用基于归并排序的分治策略。这种方法不仅能够有效地找出所有的逆序对,而且还能保持较低的时间复杂度。 下面是一个完整的C++程序示例,展示了如何利用分治法来计算给定数组中的逆序数量: ```cpp #include <vector> using namespace std; class Solution { public: int reversePairs(vector<int>& nums) { vector<int> tmp(nums.size()); return mergeSortCounting(nums, tmp, 0, nums.size() - 1); } private: // 辅助函数用于执行实际的分割与合并操作,并统计逆序数 int mergeSortCounting(vector<int>& nums, vector<int>& tmp, int left, int right) { if (left >= right) return 0; int mid = left + (right - left) / 2; int count = mergeSortCounting(nums, tmp, left, mid)[^4]; count += mergeSortCounting(nums, tmp, mid + 1, right); count += mergeAndCountSplitInv(nums, tmp, left, mid, right); return count; } // 合并两个子数组的同时计数跨越左右边界的逆序对数目 int mergeAndCountSplitInv(vector<int>& nums, vector<int>& tmp, int left, int mid, int right) { for (int i = left; i <= right; ++i) tmp[i] = nums[i]; int i = left, j = mid + 1, k = left, inv_count = 0; while (i <= mid && j <= right) { if (tmp[i] <= tmp[j]) { nums[k++] = tmp[i++]; } else { nums[k++] = tmp[j++]; inv_count += (mid - i + 1); // 当右边元素小于左边时产生的全部逆序对 } } while (i <= mid) nums[k++] = tmp[i++]; while (j <= right) nums[k++] = tmp[j++]; return inv_count; } }; ``` 此代码实现了`reversePairs()`方法,该方法接收一个整型向量作为输入参数,并返回整个数组中存在的逆序对总数。内部逻辑遵循经典的归并排序框架,在每次合并过程中额外增加了逆序对的检测机制[^5]。
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