求逆序对的个数

本文介绍了一个使用C++实现的归并排序算法,并在此基础上进行逆序对的计数。通过递归地将数组分成两部分,分别排序后合并,同时统计逆序对的数量。

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#include<iostream>
using namespace std;

void MergeSortAndCount(int start,int end,int a[],int tmp[],int& count)
{
	if(start>=end)
	{
		return;
	}
	
	int mid=(start+end)/2;
	MergeSortAndCount(start,mid,a,tmp,count);
	MergeSortAndCount(mid+1,end,a,tmp,count);
	
	int i=start,j=mid+1,k=start;
	while(i<=mid&&j<=end)
	{
		if(a[i]>=a[j])
		{
			tmp[k++]=a[j++];
		}
		else
		{
			tmp[k++]=a[i++];
		}
	}
	
	while(i<=mid)
	{
		tmp[k++]=a[i++];
	}
	while(j<=end)
	{
		tmp[k++]=a[j++];
	}
	
	i=start;
	j=mid+1;
	while(i<=mid&&j<=end)
	{
		if(a[i]>a[j])
		{
			count+=mid+1-i;
			j++;
		}
		else
		{
			i++;
		}
	}
	
	for(i=start;i<=end;i++)
	{
		a[i]=tmp[i];
	} 
}


int main()
{
	int Arr[]={11,3,45,22,7,9,23,18,27,8,13};
	int size=sizeof(Arr)/sizeof(int);
	
	for(int i=0;i<size;i++)
	{
		cout<<Arr[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
	
	int temp[size],count=0;
	MergeSortAndCount(0,size-1,Arr,temp,count);
	for(int i=0;i<size;i++)
	{
		cout<<Arr[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
	
	cout<<count;
	
	return 0;
}

这个问题可以使用归并排序来解决。 首先,对数组进行归并排序。在归并排序的过程中,每当两个子数组合并时,统计其中的重要逆序对个数。因为在归并排序中,左右两个子数组已经有序,所以可以使用双指针法来统计重要逆序对个数。 具体来说,假设左右两个子数组分别为A和B,且A中的元素a和B中的元素b满足a>b。此时,B中的所有元素都是a的重要逆序对,因为它们与a的大小关系满足a>b。因此,可以将B中所有元素和a合并为一个有序数组,并将其加入到归并排序的结果中。 代码如下: ``` int merge(vector<int>& nums, int left, int mid, int right) { int i = left, j = mid + 1; int cnt = 0; vector<int> temp; while (i <= mid && j <= right) { if (nums[i] > nums[j]) { cnt += mid - i + 1; // 统计重要逆序对个数 temp.push_back(nums[j++]); } else { temp.push_back(nums[i++]); } } while (i <= mid) { temp.push_back(nums[i++]); } while (j <= right) { temp.push_back(nums[j++]); } for (int k = left; k <= right; k++) { nums[k] = temp[k - left]; } return cnt; } int mergeSort(vector<int>& nums, int left, int right) { if (left >= right) { return 0; } int mid = (left + right) / 2; int cnt = mergeSort(nums, left, mid) + mergeSort(nums, mid + 1, right); cnt += merge(nums, left, mid, right); return cnt; } int countImportantInversions(vector<int>& nums) { return mergeSort(nums, 0, nums.size() - 1); } ``` 其中,merge函数用于合并两个有序数组,并统计重要逆序对个数。mergeSort函数用于归并排序。countImportantInversions函数是该算法的入口,用于计算重要逆序对个数。 时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(n)。
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