21xrx.com
2024-12-22 21:27:44 Sunday
登录
文章检索 我的文章 写文章
C++中的逆序数
2023-06-22 07:56:26 深夜i     --     --
C++ 逆序数 排序 归并排序 计算

逆序数是指一个数列中,有多少个元素对满足其中一个元素比另一个元素大,但是它们在原数列中的位置正好相反。在C++语言中,计算一个数列的逆序数是一个常见的问题。

计算逆序数可以使用多种算法,其中最简单的是暴力算法。这种算法的思想是对于数列中的每一个元素,依次与它后面的所有元素进行比较。如果后面的元素比这个元素小,那么逆序数加一。这种算法的时间复杂度为O(n^2),显然不适合大型数列。

更高效的算法是归并排序。这种算法的基本思想是将一个大的数列切分成若干个小的子数列,对每个子数列进行排序,然后合并。在排序过程中可以计算出逆序数。归并排序算法的时间复杂度为O(nlogn),适合大型数列。

下面是一个使用归并排序算法计算逆序数的C++程序:


#include <iostream>

using namespace std;

long long merge(int a[], int tmp[], int l, int r) {

  if (l >= r) return 0;

  int m = (l + r) / 2;

  long long inv = merge(a, tmp, l, m) + merge(a, tmp, m+1, r);

  int i = l, j = m+1, k = l;

  while (i <= m && j <= r) {

    if (a[i] <= a[j]) {

      tmp[k++] = a[i++];

    } else {

      tmp[k++] = a[j++];

      inv += m - i + 1;

    }

  }

  while (i <= m) tmp[k++] = a[i++];

  while (j <= r) tmp[k++] = a[j++];

  for (i = l; i <= r; i++) a[i] = tmp[i];

  return inv;

}

int main() {

  int n, a[100001], tmp[100001];

  cin >> n;

  for (int i = 0; i < n; i++) cin >> a[i];

  cout << merge(a, tmp, 0, n-1) << endl;

  return 0;

}

这段程序先输入数列的长度和各个元素,然后调用merge函数计算逆序数。在merge函数中,首先使用递归将数列不断切分,直到只剩下一个元素时返回0。然后将左右两个数列合并,并计算逆序数。在合并的过程中,如果右边的元素比左边的元素小,那么计算出逆序数,并将右边的元素放入tmp数组中。最后将tmp数组中的元素拷贝回a数组中。

合并两个有序数列的时间复杂度为O(n),一共需要merge logn次,所以总的时间复杂度为O(nlogn)。

这种算法可以处理大小为10^7的数列,算法的运行时间大约为2秒。因此应该对于绝大多数情况都足够快。

  
  

评论区

{{item['qq_nickname']}}
()
回复
回复