1.题目描述:点击打开链接
2.解题思路:本题要求找出经过若干次交换后的数组中逆序对的个数。可以利用树状数组(BIT)解决。计数时可以分为两部分来分别统计。第一部分是统计位置i右边的所有不在原位置的元素中,小于rk[i]的个数。注意:这一部分统计的都是位置发生过变动的元素。第二部分统计位置i右边中仍在原位置的元素中,小于rk[i]的个数。接下来我们考虑如何快速求解这两部分的个数。
第一部分:因为这部分统计的元素均是不在原位置的元素。因此可以考虑用BIT求解。这是BIT的一个经典运用,务必要理解这种方法的原理:假设一共有cnt个不同的位置,从后往前依次考虑每个位置rk[i],如果设x[rk[i]]表示是否存在rk[i]这个元素,存在则设为1,否则设为0,那么所有小于rk[i]的元素就是x[rk[i]-1]+x[rk[i]-2]+...+x[2]+x[1]。而这正是BIT的一个经典的用法——求前缀和!由于是从后往前扫描的,因此凡是被标记过的肯定是位于i右边的元素!这里引入x数组只是为了便于理解,实际上只有s数组用来统计每个结点的和。
第二部分:举例解释如何计算这一部分。我们考虑这样的一个数组:1,2,3,4,5,6 。执行操作2,6,那么数组变为:1,6,3,4,5,2。再执行操作1,4,那么数组变为4,6,3,1,5,2.这时,我们考察元素6的第二部分的逆序对数。可以发现,仍在原位置的只有3,5。因此对于元素6,第二部分逆序对数是2。这个数我们也可以这样求解得到:提取出发生了位置变化的元素,即4,6,1,2。对其排序得到:1,2,4,6。在这个数组中,可以利用递推式sum[i]=sum[i-1]+x[i]-x[i-1]-1求出区间(0,i)之间小于x[i]且仍在原位置的元素的个数,不难得到sum[4]=2(x[4]=6),sum[2]=0(x[2]=2),所以元素6的第二部分逆序个数为sum[4]-sum[2],即2-0=2个。
这样,只需要将两部分得到的逆序对数相加,即可得到离散化后下标i表示的位置rk[i]的逆序对数。累加所有的逆序对数即可得到答案。
3.代码:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include<iostream> #include<algorithm> #include<string> #include<sstream> #include<set> #include<vector> #include<stack> #include<map> #include<queue> #include<deque> #include<cstdlib> #include<cstdio> #include<cstring> #include<cmath> #include<ctime> #include<functional> using namespace std; #define N 200050 typedef long long ll; ll sum[N], s[N]; int x[N]; int a[N / 2], b[N / 2], rk[N]; int lowbit(int x) { return x&-x; } ll get(int k)//求前缀和 { if (!k)return 0; return s[k] + get(k - lowbit(k)); } void add(int k, int v)//将下标为k处的元素增加v { if (k > N)return; s[k] += v; add(k + lowbit(k), v); } ll solve(int from, int to)//计算(from,to]之间的和 { return (ll)abs(sum[to] - sum[from]); } int main() { //freopen("t.txt", "r", stdin); int n; while (~scanf("%d", &n)) { for (int i = 1; i <= n; i++) { scanf("%d%d", &a[i], &b[i]); x[i] = a[i]; x[i + n] = b[i];//x数组保存所有要交换的位置 rk[i] = i; rk[i + n] = i + n;//rk[i]表示第i个位置的下标 } sort(x + 1, x + 2 * n + 1);//将这些位置从小到大排序 x[0] = 0; int cnt = 0; for (int i = 1; i <= 2 * n;i++) if (i == 1 || x[i] != x[i - 1]) x[++cnt] = x[i];//去重操作 sum[0] = 0;//sum[i]表示区间(0,i)中比x[i]小的数的个数(在还没进行交换时,x[i]即表示下标,也表示下标对应的元素) for (int i = 1; i <= cnt; i++) sum[i] = sum[i - 1] + x[i] - x[i - 1] - 1; for (int i = 1; i <= n; i++) { int aa = lower_bound(x + 1, x + cnt + 1, a[i]) - x; int bb = lower_bound(x + 1, x + cnt + 1, b[i]) - x; swap(rk[aa], rk[bb]); } memset(s, 0, sizeof(s)); ll ans = 0; for (int i = cnt; i; i--) { ans += get(rk[i]);//第一部分:计算区间[i+1,n)中,有多少个元素的值小于rk[i],只考虑位置发生过改变的元素 ans += solve(i, rk[i]);//第二部分:计算区间(i,rk[i])中,有多少个元素的值小于rk[i],只考虑位置未发生过改变的元素 add(rk[i], 1);//标记rk[i] } printf("%I64d\n", ans); } return 0; }