逆序數及其求法

2021-12-29 19:39:18 字數 2723 閱讀 2146

1. 逆序數

所謂逆序數,就是指乙個序列s[i],統計處於序列的每個數的比這個數大並且排在它前面的數的數目,然後對於所有數,把這個數目加起來求和就是了。

比如4 3 1 2

4第乙個,所以數目為0

3的前面是4,大於3的數目為1

1的前面是4 3 ,大於1的數目為2

2的前面是4 3 1,大於2的數目為2

所以逆序數為1+2+2 = 5

求逆序數的兩種方法

常規方法是按照逆序數的規則做,結果複雜度是o(n*n),一般來說,有兩種快速的求逆序數的方法

分別是歸併排序和樹狀陣列法

2. 歸併排序

歸併排序是源於分而治之思想,詳細的過程可以查閱其他資料,總體思想是劃分一半,各自排好序後將兩個有序序列合併起來。

如何修改歸併排序求逆序數?

首先我們假設兩個有序序列a[i]和b[i],當合併時:

由於a[i]已是有序,所以對於a[i]的各個元素來說,排在它前面且比它大的數目都是0

當b[i]中含有比a[i]小的元素時,我們必然將b[i]元素插到前面,那麼就是說,在b[i]原先位置到該插的位置中,所有數都比b[i]大且排在它前面

所以這是b[i]的數目為新插入位置newpos - 原來位置oldpos

那麼對於一半的序列又怎麼做呢?我們知道,歸併排序會繼續向下遞迴,而遞迴完成返回後將是兩組有序的序列,並且拿到區域性的逆序數,

所以在merge函式中新增這一計數操作即可

**示例如下:int l[m];

int r[m];

const int max = 1 <<30;

__int64 change = 0;

void merge(int *data,int left,int divide,int right)

int lengthl = divide - left;

int lengthr = right - divide;

for(int i = 0; i < lengthl; ++i)

l[i] = data[left + i];

for(int i = 0; i < lengthr; ++i)

r[i] = data[divide + i];

l[lengthl] = r[lengthr] = max;

int i = 0;

int j = 0;

for(int k = left; k < right; ++k)

if(l[i] <= r[j])

data[k] = l[i];

++i;

else

change += divide - i - left ;

data[k] = r[j];

++j;

void mergesort(int *data,int left,int right)

if(left < right -1)

int divide = (left + right)/2;

mergesort(data,left,divide);

mergesort(data,divide,right);

merge(data,left,divide,right);

3. 樹狀陣列

求逆序數的另外一種方法是使用樹狀陣列

對於小資料,可以直接插入樹狀陣列,對於大資料,則需要離散化,所謂離散化,就是將

100 200 300 400 500 ---> 1 2 3 4 5

這裡主要利用樹狀陣列解決計數問題。

首先按順序把序列a[i]每個數插入到樹狀陣列中,插入的內容是1,表示放了乙個數到樹狀陣列中。

然後使用sum操作獲取當前比a[i]小的數,那麼當前i - sum則表示當前比a[i]大的數,如此反覆直到所有數都統計完,

比如 4 3 1 2

i = 1 : 插入4 : update(4,1),sum(4)返回1,那麼當前比4大的為i - 1 = 0;

i = 2 : 插入3 : update(3,1),sum(3)返回1,那麼當前比3大的為i - 1 = 1;

i = 3 : 插入1 : update(1,1),sum(1)返回1,那麼當前比1大的為i - 1 = 2;

i = 4 : 插入2 : update(2,1),sum(2)返回2,那麼當前比2大的為i - 2 = 2;

過程很明了,所以逆序數為1+2+2=5

**示例如下:

//樹狀陣列

__int64 sums[1005];

int len;

inline int lowbit(int t)

return t & (t^(t-1));

void update(int _x,int _value)

while(_x <= len)

sums[_x] += _value;

_x += lowbit(_x);

__int64 sum(int _end)//get sum[1_end]

__int64 ret = 0;

while(_end > 0)

ret += sums[_end];

_end -= lowbit(_end);

return ret;

//求逆序數

__int64 ret = 0;

for (__int64 i = 0; i < k; ++i)

update(a[i],1);

ret += (i+1) - sum(a[i]);

求逆序數的題目有:

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