【剑指offer】数组中的逆序对

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题目描写叙述:
在数组中的两个数字。假设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。

输入:
每一个測试案例包括两行:
第一行包括一个整数n,表示数组中的元素个数。

当中1 <= n <= 10^5。

第二行包括n个整数,每一个数组均为int类型。
输出:
相应每一个測试案例。输出一个整数,表示数组中的逆序对的总数。
例子输入:
4
7 5 6 4
例子输出:
5
    思路:最简单的方法是顺序数组。将每一个数字与后面的比較,统计逆序对的个数,这样的方法的时间复杂度为O(n*n),这样的方法写出的代码在九度OJ上測试,会超时。

剑指offer给出了归并排序的思路。这个有点难想到啊,也可能是我太弱了,根本没往这方面想!理解了思路。就不难了,将数组划分成两个子数组。再将子数组分别划分成两个子数组。统计每一个子数组内的逆序对个数,并将其归并排序。再统计两个子数组之间的逆序对个数,并进行归并排序。

这就是归并排序的变种,在归并排序代码的基础上稍作改进就可以。

    合理还要注意一点:全局变量count不能声明为int型。必须为long long型。由于题目中说数组最大为10^5,那么最大逆序对为(10^5-1)*10^5/2,这个数大约在50亿左右,超过了int型的表示范围。
    AC代码例如以下:
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> /*
统计两个子数组之间的逆序对
*/
long long MergePairsBetweenArray(int *arr,int *brr,int start,int mid,int end)
{
int i = mid;
int j = end;
int k = end; //辅助数组的最后一位
long long count = 0; //设置两个指针i,j分别从右往左依次比較。
//将较大的依次放入辅助数组的右边
while(i>=start && j>=mid+1)
{
if(arr[i] > arr[j])
{
count += j-mid;
brr[k--] = arr[i--];
}
else
brr[k--] = arr[j--];
} //将当中一个数组中还剩下的元素复制到辅助数组中。
//两个循环仅仅会运行当中的一个
while(i>=start)
brr[k--] = arr[i--];
while(j>=mid+1)
brr[k--] = arr[j--]; //从辅助数组中将元素复制到原数组中。使其有序排列
for(i=end;i>k;i--)
arr[i] = brr[i]; return count;
} /*
统计数组中的全部的逆序对
*/
long long CountMergePairs(int *arr,int *brr,int start,int end)
{
long long PairsNum = 0;
if(start<end)
{
int mid = (start+end)>>1;
PairsNum += CountMergePairs(arr,brr,start,mid); //统计左边子数组的逆序对
PairsNum += CountMergePairs(arr,brr,mid+1,end); //统计右边子数组的逆序对
PairsNum += MergePairsBetweenArray(arr,brr,start,mid,end); //统计左右子数组间的逆序对
}
return PairsNum;
} /*
将函数封装起来
*/
long long CountTotalPairs(int *arr,int len)
{
if(arr==NULL || len<2)
return 0; int *brr = (int *)malloc(len*sizeof(int));
if(brr == NULL)
exit(EXIT_FAILURE); long long sum = CountMergePairs(arr,brr,0,len-1);
free(brr);
brr = NULL; return sum;
} int main()
{
int n;
while(scanf("%d",&n) != EOF)
{
int *arr = (int *)malloc(n*sizeof(int));
if(arr == NULL)
exit(EXIT_FAILURE); int i;
for(i=0;i<n;i++)
scanf("%d",arr+i); printf("%lld\n",CountTotalPairs(arr,n)); free(arr);
arr = NULL;
}
return 0;
}
/**************************************************************
    Problem: 1348
    User: mmc_maodun
    Language: C
    Result: Accepted
    Time:100 ms
    Memory:1696 kb
****************************************************************/

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