劍指offer 36 數組中的逆序對

轉載請註明出處:http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/27520535

題目描述:在數組中的兩個數字,如果前面一個數字大於後面的數字,則這兩個數字組成一個逆序對。輸入一個數組,求出這個數組中的逆序對的總數。輸入:

每個測試案例包括兩行:

第一行包含一個整數n,表示數組中的元素個數。其中1 <= n <= 10^5。

第二行包含n個整數,每個數組均爲int類型。

輸出:對應每個測試案例,輸出一個整數,表示數組中的逆序對的總數。樣例輸入:

4
7 5 6 4

樣例輸出:

5

    思路:最簡單的方法是順序數組,將每個數字與後面的比較,統計逆序對的個數,這種方法的時間複雜度爲O(n*n),這種方法寫出的代碼在九度OJ上測試,會超時。劍指offer給出了歸併排序的思路,這個有點難想到啊,也可能是我太弱了,根本沒往這方面想!理解了思路,就不難了,將數組劃分成兩個子數組,再將子數組分別劃分成兩個子數組,統計每個子數組內的逆序對個數,並將其歸併排序,再統計兩個子數組之間的逆序對個數,並進行歸併排序。這就是歸併排序的變種,在歸併排序代碼的基礎上稍作改進即可。

    合理還要注意一點:全局變量count不能聲明爲int型,必須爲long long型。因爲題目中說數組最大爲10^5,那麼最大逆序對爲(10^5-1)*10^5/2,這個數大約在50億左右,超過了int型的表示範圍。

    AC代碼如下:

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  1. #include<stdio.h>
  2. #include<stdlib.h>
  3. /*
  4. 統計兩個子數組之間的逆序對
  5. */
  6. long long MergePairsBetweenArray(int *arr,int *brr,int start,int mid,int end)  
  7. {  
  8. int i = mid;  
  9. int j = end;  
  10. int k = end;  //輔助數組的最後一位
  11. long long count = 0;  
  12. //設置兩個指針i,j分別從右往左依次比較,
  13. //將較大的依次放入輔助數組的右邊
  14. while(i>=start && j>=mid+1)  
  15.     {  
  16. if(arr[i] > arr[j])  
  17.         {  
  18.             count += j-mid;  
  19.             brr[k--] = arr[i--];  
  20.         }  
  21. else
  22.             brr[k--] = arr[j--];  
  23.     }  
  24. //將其中一個數組中還剩下的元素拷貝到輔助數組中,
  25. //兩個循環只會執行其中的一個
  26. while(i>=start)  
  27.         brr[k--] = arr[i--];  
  28. while(j>=mid+1)  
  29.         brr[k--] = arr[j--];  
  30. //從輔助數組中將元素拷貝到原數組中,使其有序排列
  31. for(i=end;i>k;i--)  
  32.         arr[i] = brr[i];  
  33. return count;  
  34. }  
  35. /*
  36. 統計數組中的所有的逆序對
  37. */
  38. long long CountMergePairs(int *arr,int *brr,int start,int end)  
  39. {  
  40. long long PairsNum = 0;  
  41. if(start<end)  
  42.     {  
  43. int mid = (start+end)>>1;  
  44.         PairsNum += CountMergePairs(arr,brr,start,mid); //統計左邊子數組的逆序對
  45.         PairsNum += CountMergePairs(arr,brr,mid+1,end); //統計右邊子數組的逆序對
  46.         PairsNum += MergePairsBetweenArray(arr,brr,start,mid,end); //統計左右子數組間的逆序對
  47.     }  
  48. return PairsNum;  
  49. }  
  50. /*
  51. 將函數封裝起來
  52. */
  53. long long CountTotalPairs(int *arr,int len)  
  54. {  
  55. if(arr==NULL || len<2)  
  56. return 0;  
  57. int *brr = (int *)malloc(len*sizeof(int));  
  58. if(brr == NULL)  
  59.         exit(EXIT_FAILURE);  
  60. long long sum = CountMergePairs(arr,brr,0,len-1);  
  61.     free(brr);  
  62.     brr = NULL;  
  63. return sum;  
  64. }  
  65. int main()  
  66. {  
  67. int n;  
  68. while(scanf("%d",&n) != EOF)  
  69.     {  
  70. int *arr = (int *)malloc(n*sizeof(int));  
  71. if(arr == NULL)  
  72.             exit(EXIT_FAILURE);  
  73. int i;  
  74. for(i=0;i<n;i++)  
  75.             scanf("%d",arr+i);  
  76.         printf("%lld\n",CountTotalPairs(arr,n));  
  77.         free(arr);  
  78.         arr = NULL;  
  79.     }  
  80. return 0;  
  81. }  

/**************************************************************

Problem: 1348

User: mmc_maodun

Language: C

Result: Accepted

Time:100 ms

Memory:1696 kb

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