双指针分治算法求逆序数对

代码展示

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
typedef long long LL;

const int N = 100010;
int n;
int a[N], backup[N];
LL res;//处理大量数据的常用框架

LL merge_sort(int l, int r) {
	if (l >= r)return 0;
	int mid = (l + r) >> 1;//>> 1 表示将二进制数向右移动 1 位
	//相当于将数值除以 2 并向下取整
	res = (LL)merge_sort(l, mid) + merge_sort(mid + 1, r);
	int i = l, j = mid + 1, k = 0;
	while (i <= mid && j <= r) {
		if (a[i] <= a[j])backup[k++] = a[i++];
		else {
			backup[k++] = a[j++];
			res += mid - i + 1;
		}
	}
	while (i <= mid)backup[k++] = a[i++];
	while (j <= r)backup[k++] = a[j++];
	for (int i = l, j = 0; i <= r; i++, j++)a[i] = backup[j];
	return res;
}
int main() {
	scanf("%d", &n);
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		scanf("%d", &a[i]);
	}
	printf("%lld\n", merge_sort(1, n));
	return 0;
}

代码逻辑解析

1. 整体思路
  • 目标

Python中的分治算法逆序对可以通过归并排序来实现。具体步骤如下: 1. 定义一个函数merge_sort,该函数接收一个列表arr作为参数。 2. 在merge_sort函数中,首先判断列表arr的长度是否小于等于1,如果是,则直接返回该列表。 3. 如果列表arr的长度大于1,则将该列表从中间分成两个子列表left和right。 4. 对左右两个子列表分别调用merge_sort函数,递归地进行排序。 5. 定义一个函数merge,该函数接收两个已排序的子列表left和right作为参数。 6. 在merge函数中,定义一个变量count,用于记录逆序对的数量。 7. 定义两个指针i和j,分别指向左右两个子列表的开头。 8. 比较左右两个子列表的第一个元素,将较小的元素添加到一个新的列表result中,并将指针向后移动一位。 9. 如果左子列表的第i个元素大于右子列表的第j个元素,则说明左子列表中第i个元素及其后面的所有元素都是逆序对,将count加上左子列表剩余元素的数量i-left_index+1,并将左子列表的第i个元素添加到result中。 10. 如果右子列表的第j个元素大于左子列表的第i个元素,则说明右子列表中第j个元素及其后面的所有元素都是逆序对,将count加上右子列表剩余元素的数量j-right_index+1,并将右子列表的第j个元素添加到result中。 11. 重复步骤8-10,直到左右两个子列表中的所有元素都被添加到result中。 12. 返回result和count。 下面是Python代码实现: ```python def merge_sort(arr): if len(arr) <= 1: return arr mid = len(arr) // 2 left = merge_sort(arr[:mid]) right = merge_sort(arr[mid:]) return merge(left, right) def merge(left, right): result = [] count = 0 i, j = 0, 0 while i < len(left) and j < len(right): if left[i] <= right[j]: result.append(left[i]) i += 1 else: result.append(right[j]) j += 1 count += len(left) - i result += left[i:] result += right[j:] return result, count ```
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