21xrx.com
2024-12-22 21:36:55 Sunday
登录
文章检索 我的文章 写文章
C++算法:求解逆序数
2023-06-26 04:23:49 深夜i     --     --
C++ 算法 逆序数

逆序对作为一种重要的排序度量值,被广泛地应用在各种领域中。如何高效地求解逆序对,一直是算法领域的一个热门问题。C++语言提供了多种算法,可以方便地实现逆序对的求解。

逆序对是指在一个序列中,如果两个元素的前后位置与排序后的次序相反,那么这两个元素就构成一个逆序对。比如,在序列2中,(2,1),(4,1),(4,3)都是逆序对。

基于归并排序的思想,可以较为高效地求解逆序对。具体实现过程如下:首先将序列分成两半,分别进行递归排序,对左右两个有序序列进行合并时,统计逆序对的个数。因为左右两个子序列都是有序的,所以当左半部分的元素大于右半部分的元素时,我们可以知道左半部分中该元素之后的所有元素都是逆序对。因此,可以在合并过程中将逆序对的个数直接进行统计。

以下是求逆序对的C++代码实现:


int mergeSort(vector<int>& nums, int start, int end) {

  if (start < end) {

    int mid = (start + end) / 2;

    int cnt = mergeSort(nums, start, mid) + mergeSort(nums, mid + 1, end);

    vector<int> tmp(end - start + 1);

    int i = start, j = mid + 1, k = 0;

    while (i <= mid && j <= end) {

      if (nums[i] <= nums[j]) {

        tmp[k++] = nums[i++];

      }

      else {

        tmp[k++] = nums[j++];

        cnt += mid - i + 1; // 统计逆序对

      }

    }

    while (i <= mid) {

      tmp[k++] = nums[i++];

    }

    while (j <= end) {

      tmp[k++] = nums[j++];

    }

    for (int m = 0; m < k; ++m) {

      nums[start + m] = tmp[m];

    }

    return cnt;

  }

  return 0;

}

int countInversePairs(vector<int>& nums) {

  return mergeSort(nums, 0, nums.size() - 1);

}

该算法的时间复杂度为$O(nlogn)$,其中$n$为序列的长度。因为要存储一个长度为$n$的临时数组,所以空间复杂度为$O(n)$。

除了基于归并排序的方法之外,还有其他算法可以求解逆序对,如使用树状数组等。无论哪种方法,只要掌握了基本的逆序对统计思想,就能够很好地应对各种实际问题的求解。

  
  

评论区

{{item['qq_nickname']}}
()
回复
回复