计算逆序对的个数

本文介绍了一种使用归并排序算法计算数组中逆序对数量的方法,并通过Python实现。该算法的时间复杂度为O(nlogn),适用于处理大规模数据集。

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!/usr/bin/python

'''file name: inversion.py
   --P41
   --calculate the inversion number in nlgn for the worse situation
   --author: zevolo, 2012.05.07
'''
global count

def merge_sort(list, s, e):
    global count
    if e == s:
        return
    m = (e + s) / 2
    #print "sort %d-->%d   call %d, %d   %d, %d" % (s, e, s, m, m+1, e)
    merge_sort(list, s, m)
    merge_sort(list, m + 1, e)

    l = list[s : m+1]
    r = list[m+1 : e+1]

    p1 = 0
    p2 = 0
    for i in range(s, e+1):
        if p1 >= (m + 1 - s):
            list[i] = r[p2]
            p2 += 1
        elif p2 >= (e - m):
            list[i] = l[p1]
            p1 += 1
            count += 1
        elif l[p1] <= r[p2]:
            list[i] = l[p1]
            p1 += 1
        else:
            list[i] = r[p2]
            p2 += 1
            count += 1

if __name__ == '__main__':
    global count
    count = 0
    l = [0, 3, 1, 9,7,5,2,8, 10,6,4,11]
    merge_sort(l, 0, len(l) - 1)
    print l
    print "count is %d" % (count,)
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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