二分归并排序之求逆序数

    xiaoxiao2021-03-25  95

    求排列的逆序数

    题目内容:在Internet上的搜索引擎经常需要对信息进行比较,比如可以通过某个人对一些事物的排名来估计他(或她)对各种不同信息的兴趣,从而实现个性化的服务。

    对于不同的排名结果可以用逆序来评价它们之间的差异。考虑1,2,…,n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。显然,由1,2,…,n 构成的所有n!个排列中,最小的逆序数是0,对应的排列就是1,2,…,n;最大的逆序数是n(n-1)/2,对应的排列就是n,(n-1),…,2,1。逆序数越大的排列与原始排列的差异度就越大

    现给定1,2,…,n的一个排列,求它的逆序数。

    输入

    第一行是一个整数n,表示该排列有n个数(0<=n <= 100000)。 第二行是n个不同的正整数,之间以空格隔开,表示该排列。 输出 输出该排列的逆序数 例如: 输入:6           2 6 3 4 5 1 输出:8 基本思路: 1.使用二分归并排序法分治法】进行求解; 2.将序列依此划分为两两相等的子序列; 3.对每个子序列进行排序(比较r[i]>r[j],如果满足条件,则求该子序列的逆序数count=m-i+1,其中m=(start+end)/2 4.接着合并子序列即可。 算法1: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <malloc.h> int count=0; /*合并子序列*/ void Merge(long long r[],int s,int m,int t){ int i,j; for(j=m+1;j<=t;j++){ for(i=s;i<=m;i++){ if(r[i]>r[j]) count++; } } } /*对序列r[s]-r[t]进行归并排序*/ int MergeSort(long long r[],int s,int t){ int m; if(s==t) return -1; else{ m=(s+t)/2; MergeSort(r,s,m); MergeSort(r,m+1,t); Merge(r,s,m,t); } } int main(){ long long *a;//注意使用long long型,以防溢出 int n,i; scanf("%d",&n); //动态开辟数组 a=(long long *)malloc(n*sizeof(long long)); for(i=0;i<n;i++) scanf("%lld",&a[i]); MergeSort(a,0,n-1); printf("%d",count); return 0; } 如果使用简单的算法1第一层循环逐个扫描序列的元素,第二层循环逐个扫描当前元素之后的所有元素,看是否形成逆序对,并统计逆序对的数目,这个算法的时间复杂度是O(n^2) 事实上还有时间复杂度为O(nlogn)的算法2。考虑归并排序的某一合并步骤,例如3,4,6,102,5,7,8合并,3>2,由于左右半边各自有序,所以左半边3之后的元素均>3>2,因此都会与2形成逆序对,所以目前有4个逆序对(3,2)(4,2)(6,2)(10,2),把2划去,两个子序列变为3,4,6,10与5,7,8,重复以上过程,即可统计出“新增”逆序对的数目count。这个过程的时间复杂度为O(n)。 算法2: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <malloc.h> #define max 100001 long long count=0; /*合并子序列*/ void Merge(long long r[],long long r1[],int s,int m,int t){ int i=s,j=m+1,k=s; while(i<=m&&j<=t){ if(r[i]<=r[j]) r1[k++]=r[i++]; else{ r1[k++]=r[j++]; count+=(m-i+1); } } while(i<=m) r1[k++]=r[i++]; while(j<=t) r1[k++]=r[j++]; for(i=s;i<=t;i++) r[i]=r1[i]; } /*对序列r[s]-r[t]进行归并排序*/ int MergeSort(long long r[],int s,int t){ int m; long long r1[max]; if(s==t) return -1; else{ m=(s+t)/2; MergeSort(r,s,m); MergeSort(r,m+1,t); Merge(r,r1,s,m,t); } } int main(){ int n,i; long long *a;//注意使用long long型,以防溢出 scanf("%d",&n); if(n==0){//如果输入个数为0,直接输出0 printf("%d",count); exit(0); } a=(long long *)malloc(n*sizeof(long long)); for(i=0;i<n;i++) scanf("%lld",&a[i]); MergeSort(a,0,n-1); printf("%lld",count); return 0; } 注意:为防止溢出,每个变量数据类型一定要慎重选择!!!

    转载请注明原文地址: https://ju.6miu.com/read-33561.html

    最新回复(0)