题目内容: 设al,a2,…,an是集合{1,2,…,n}的一个排列,如果i<j且ai>aj,则序偶(ai, aj)称为该排列的一个逆序。例如,2,3,1有两个逆序:(3,1)和(2,1)。设计算法统计给定排列中含有逆序的个数。使用分治算法
时间: 2024-11-09 09:19:35 浏览: 4
要设计一个算法统计给定排列中含有逆序的个数,可以采用经典的分治策略,其中最著名的可能是归并排序中的计数方法。这个过程可以通过递归地分割数组、比较元素以及合并结果来实现。
算法步骤如下:
1. **基础情况**:当数组只有一个元素时,没有逆序,返回0。
2. **分治过程**:对于长度为n的数组,将其分为两半,分别为左半部分a[0...n/2 - 1]和右半部分a[n/2...n-1]。
- 计算左半部分的逆序数量。
- 计算右半部分的逆序数量。
- 统计跨越中点的逆序数量。遍历左半部分,对于每个元素ai,检查其右边是否存在比ai小的元素aj(j > i),这样的(a[i], a[j])是一对逆序。这一步可以用两个指针,一个固定在左半部分,一个从右半部分开始移动。
3. **合并结果**:将左右两个子数组的逆序数量相加,得到整个数组的逆序数量。
以下是一个简单的C语言实现:
```c
#include <stdio.h>
int count_inversions(int arr[], int low, int high) {
if (low >= high) {
return 0;
}
// 使用双指针法找到中点,同时计算跨越中点的逆序
int mid = (low + high) / 2, inversions_left = 0, inversions_right = 0;
for (int i = low; i < mid; ++i) {
if (arr[i] > arr[mid])
inversions_left += mid - i;
}
for (int j = mid; j <= high; ++j) {
if (arr[mid] > arr[j])
inversions_right += j - mid;
}
// 分别计算左右子数组的逆序数量
return count_inversions(arr, low, mid) + count_inversions(arr, mid + 1, high) + inversions_left + inversions_right;
}
int main() {
int n;
printf("Enter the length of the array: ");
scanf("%d", &n);
int arr[n];
printf("Enter the elements of the array: ");
for (int i = 0; i < n; ++i)
scanf("%d", &arr[i]);
int total_inversions = count_inversions(arr, 0, n - 1);
printf("Number of inversions in the given permutation is: %d\n", total_inversions);
return 0;
}
```
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