剑指offer学习笔记——面试题36:数组中的逆序对

题目描述:

在数组中的两个数字,如果前面一个数字大于后面的数字,则这两个数字组成一个逆序对。输入一个数组,求出这个数组中的逆序对的总数P。并将P对1000000007取模的结果输出。 即输出P%1000000007

例如{7,5,6,4},一共有5个逆序对:{7,6},{7,5},{7,4},{6,4},{5,4}

解题思路:

第一种思路:最简单的想法是就行n2的遍历,但是这种方法效率太低。

第二种思路:

使用合并排序的思路:

链接:https://www.nowcoder.com/questionTerminal/96bd6684e04a44eb80e6a68efc0ec6c5
来源:牛客网

我们以数组{7,5,6,4}为例来分析统计逆序对的过程。每次扫描到一个数字的时候,我们不拿ta和后面的每一个数字作比较,否则时间复杂度就是O(n^2),因此我们可以考虑先比较两个相邻的数字。

(a) 把长度为4的数组分解成两个长度为2的子数组;
(b) 把长度为2的数组分解成两个成都为1的子数组;
(c) 把长度为1的子数组 合并、排序并统计逆序对
(d) 把长度为2的子数组合并、排序,并统计逆序对;
在上图(a)和(b)中,我们先把数组分解成两个长度为2的子数组,再把这两个子数组分别拆成两个长度为1的子数组。接下来一边合并相邻的子数组,一边统计逆序对的数目。在第一对长度为1的子数组{7}、{5}中7大于5,因此(7,5)组成一个逆序对。同样在第二对长度为1的子数组{6}、{4}中也有逆序对(6,4)。由于我们已经统计了这两对子数组内部的逆序对,因此需要把这两对子数组 排序 如上图(c)所示, 以免在以后的统计过程中再重复统计。
接下来我们统计两个长度为2的子数组子数组之间的逆序对。合并子数组并统计逆序对的过程如下图如下图所示。
我们先用两个指针分别指向两个子数组的末尾,并每次比较两个指针指向的数字。如果第一个子数组中的数字大于第二个数组中的数字,则构成逆序对,并且逆序对的数目等于第二个子数组中剩余数字的个数,如下图(a)和(c)所示。如果第一个数组的数字小于或等于第二个数组中的数字,则不构成逆序对,如图b所示。每一次比较的时候,我们都把较大的数字从后面往前复制到一个辅助数组中,确保 辅助数组(记为copy) 中的数字是递增排序的。在把较大的数字复制到辅助数组之后,把对应的指针向前移动一位,接下来进行下一轮比较。
过程:先把数组分割成子数组,先统计出子数组内部的逆序对的数目,然后再统计出两个相邻子数组之间的逆序对的数目。在统计逆序对的过程中,还需要对数组进行排序。如果对排序算法很熟悉,我们不难发现这个过程实际上就是归并排序。参考代码如下:
class Solution {
public:
    vector<int> mvDataBack;
    long long count = 0;
    int InversePairs(vector<int> data) {
        if(data.empty())
            return 0;
        mvDataBack.resize(data.size());
        split(data,0,data.size()-1);
        return count%1000000007;
    }
    void split(vector<int> &data,int start,int end)
    {
        if(start>=end)
            return;
        split(data,start,(end-start)/2+start);
        split(data,(end-start)/2+start+1,end);
        merge(data,start,end);
        for(int i=start;i<=end;i++)    //比价重要的一点
            data[i] = mvDataBack[i];
    }
     
    void merge(vector<int> &data,int start,int end)
    {
        int ind = end;
        int SplitPos = start+(end-start)/2;
        int left = SplitPos,right = end;
        while(left>=start&&right>SplitPos)
        {
            if(data[right]>data[left])
                mvDataBack[ind--] = data[right--];
            else
            {
                mvDataBack[ind--] = data[left--];
                count += (right-SplitPos);              //统计count
            }
        }
        while(left>=start)
            mvDataBack[ind--] = data[left--];
        while(right>SplitPos)
            mvDataBack[ind--] = data[right--];    //这里无需再进行count的统计
    }
};


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转载自blog.csdn.net/super_gk/article/details/80918352