使用歸併排序思想解決逆序對數量問題

2022-06-30 22:39:15 字數 1931 閱讀 2192

歸併排序演算法,想必諸位都十分熟悉。其基本思想也就是分治。整個排序過程分成兩部分--分治法將問題(divide)成一些小的問題然後遞迴求解,而治(conquer)的階段則將分的階段得到的各答案"修補"在一起,即分而治之。

分的過程很容易看懂,即將乙個大的陣列拆分成若干個小的陣列,減少問題規模。

public static void mergesort(int  arr) 

/**對arr陣列的[left...right]進行歸併排序

**/private static void sort(int arr, int left, int right, int temp)

} //將[left...mid]和[mid+1...right]進行合併

private static void merge(int arr, int left, int mid,int right, int temp) else

} //未被合併的陣列元素直接放到後面

while(i <= mid) temp[t++] = arr[i++];

while(j <= right) temp[t++] = arr[j++];

//將已經排序的temp陣列中的元素複製到arr陣列中

t = 0;

while(left <= right) arr[left++] = temp[t++];

}

劍指 offer 51. 陣列中的逆序對

那麼求逆序對和歸併排序又有什麼關係呢?關鍵就在於「歸併」當中「並」的過程。我們通過乙個例項來看看。

首先原始陣列為[2,3,5,7,1,4,6,8]。在合併時比較i所指向的元素2以及j所指向的元素1發現 1 <2則將元素1放到第乙個位置。進而我們發現元素1與前邊d的2,3,5,7分別構成了逆序對。逆序數為4

然後j後移,發現2<4,此時可以直接將2放到第二個位置,此時並未構成逆序對

i後移,發現3<4,直接將3放到第三個位置,同樣未構成逆序對。

然後i繼續後移,發現4<5,將4放到第四個位置上,並且此時4和前邊的5,7構成了逆序對。

分析到這裡我們就可以發現乙個規律,就是在合併時,當後乙個陣列索引j所指向的元素大於前乙個陣列索引i所指向的元素時,會構成逆序對,且逆序對的個數為前乙個陣列未被排序的元素個數即mid - i +1個。

重複做以上操作便可以得到下邊的結果:

/**

使用歸併排序思想來解決逆序對問題

**/class solution

/**計算num陣列[left .. right]逆序對的個數

**/private int split(int nums, int left, int right, int temp)

return 0;

}/**

計算合併nums陣列[left...mid]以及[mid+1 .. right]過程中產生的逆序對個數

**/private int merge(int nums, int left, int mid, int right, int temp) else

}while(i <= mid)

while(j <= right)

//將已經排序好的陣列元素複製到nums陣列中

t = 0;

while(left <= right)

return res;

}}

歸併排序本質上乙個分治思想的一種體現,通過將大問題進行拆分,分成若干小問題分別求解。然後將求解結果進行合併,得到乙個最終解,進而解決該問題。

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