二分·归并排序之逆序对 算法讲解和题目

题目:

  

#1141 : 二分·归并排序之逆序对

时间限制:10000ms

单点时限:1000ms

内存限制:256MB

描述

在上一回、上上回以及上上上回里我们知道Nettle在玩《艦これ》。经过了一番苦战之后,Nettle又获得了的很多很多的船。
这一天Nettle在检查自己的舰队列表:

我们可以看到,船默认排序是以等级为参数。但实际上一个船的火力值和等级的关系并不大,所以会存在A船比B船等级高,但是A船火力却低于B船这样的情况。比如上图中77级的飞龙改二火力就小于55级的夕立改二。
现在Nettle将按照等级高低的顺序给出所有船的火力值,请你计算出一共有多少对船满足上面提到的这种情况。

提示:火力高才是猛!

输入

第1行:1个整数N。N表示舰船数量, 1≤N≤100,000
第2行:N个整数,第i个数表示等级第i低的船的火力值a[i],1≤a[i]≤2^31-1。

输出

第1行:一个整数,表示有多少对船满足“A船比B船等级高,但是A船火力低于B船”。

样例输入
10
1559614248 709366232 500801802 128741032 1669935692 1993231896 369000208 381379206 962247088 237855491
样例输出
27

解题思路:

  这个题就是说求解逆序对的个数,我们以前就知道关于逆序数的问题,我们可以通过bit(树状数组)来求解,如果不知道树状数组的可以自行百度一发,其实BIT就两个非常重要的操作,一个是求区间的和,一个是单点修改操作,这两个操作理解透彻了,剩下的东西都是非常容易弄明白的。

  那么这个题,我们没有用最开始的BIT去做,我是借鉴了ACdreamer的博客,然后使用归并排序来解决这个问题。实际上,归并排序过程中,交换的次数其实就是这个数组中逆序对的个数。我们可以这样考虑,

有一个数组a[lo...hi],那么归并排序实际上就是将数组分成a[lo...mid]和a[mid+1...hi]这样的形式,然后分别归并排序,最后再将其合并起来的过程。在合并的过程中(lo<=i<=mid, mid+1<=j<=hi),当a[i]<=a[j]的时候,这个时候的并不会产生逆序数。当a[i]>a[j]的时候,这个时候就会产生逆序数了。因为在a[i]后面比a[i]大的数字都会比a[j]大,并且假设这个时候merge_sort(lo,mid)已经是一个有序的部分了。那么现在将a[j]放到a[i]的前面的话,逆序数就好增加ans+=mid+1-i个。因此我们可以边归并,边计算。

代码:

 1 # include <cstdio>
 2 # include <iostream>
 3 using namespace std;
 4 # define MAX 123456
 5 int a[MAX],res[MAX];
 6 long long ans = 0;
 7 void Merge( int lo,int mid,int hi )
 8 {
 9     if ( hi < lo ) return;
10     int i = lo;
11     int j = mid+1;
12     int k = lo;
13     while ( i <= mid&& j <= hi )
14     {
15         if ( a[i] > a[j] )
16         {
17             res[k++] = a[j++];
18             ans+=mid+1-i;
19         }
20         else
21         {
22             res[k++] = a[i++];
23         }
24     }
25     while ( i <= mid )
26     {
27         res[k++] = a[i++];
28     }
29     while ( j <= hi )
30     {
31         res[k++] = a[j++];
32     }
33     for ( int i = lo;i <= hi;i++ )
34     {
35         a[i] = res[i];
36     }
37 }
38 void Merge_sort( int lo,int hi )
39 {
40     if ( lo < hi )
41     {
42         int mid = (lo+hi)>>1;
43         Merge_sort(lo,mid);
44         Merge_sort(mid+1,hi);
45         Merge(lo,mid,hi);
46     }
47 }
48 int main(void)
49 {
50     int n; cin>>n;
51     for ( int i = 0;i < n;i++ )
52     {
53         cin>>a[i];
54     }
55     Merge_sort(0,n-1);
56     cout<<ans<<endl;
57     return 0;
58 }
时间: 2024-12-20 00:18:38

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