【剑指Offer】35、数组中的逆序对

时间:2023-03-09 16:32:19
【剑指Offer】35、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。

  输入描述:

  题目保证输入的数组中没有的相同的数字数据范围:

  • 对于%50的数据,size<=10^4
  • 对于%75的数据,size<=10^5
  • 对于%100的数据,size<=2*10^5

  解题思路:

  本题一个最容易想到的解法是暴力解法,顺序扫描整个数组,每扫描到一个数字时,逐个比较该数字与后面的数字的大小关系,统计逆序对的个数,假设数组中有n个数字,则每个数字都要和O(n)个数字做比较,因此,这个暴力解法的时间复杂度为O(n^2)。

  一般情况下,最容易想到的往往不是最优解法。在这里,我们采用分治的思想,类比归并排序算法来分析此题。

  首先将数组分隔成子数组,统计出子数组内部逆序对数目,然后再统计相邻子数组之间的逆序对数目,统计过程中还需要对数组进行排序,这实际上就是归并排序的过程。主要考虑的是合并两个有序序列时,计算逆序对数。对于两个有序升序序列,设置两个下标分别指向开始位置,每次比较两个指针对应的值,如果第一个序列当前值大于第二个序列当前值,则有第一个序列“当前长度”个逆序对。

  这看起来好像比较拗口,但是从代码中可以直观看出。

  举例:

![](https://img2018.cnblogs.com/blog/1608161/201905/1608161-20190508200104608-85909413.png)

  编程实现(Java):

public class Solution {
public int InversePairs(int [] array) {
/*
思路:分治法,归并排序的运用
*/
if(array==null || array.length==0)
return 0;
return findInversePairs(array,0,array.length-1);
}
public int findInversePairs(int[] array,int low,int high){
if(low<high){
int mid=low+(high-low)/2;
int left=findInversePairs(array,low,mid); //左一半递归
int right=findInversePairs(array,mid+1,high); //右一半递归
//左右归并
int count=merge(array,low,mid,high);
return left+right+count;
}
return 0;
}
public int merge(int[] array,int low,int mid,int high){
int i=low,j=mid+1;
int[] temp=new int[high-low+1];
int k=low;
int count=0;
while(i<=mid && j<=high){
if(array[i]<=array[j])
temp[k++]=array[i++];
else{ //逆序
temp[k++]=array[j++];
count+=(mid-i+1); //相比归并排序,就多这一句
}
}
while(i<=mid)
temp[k++]=array[i++];
while(j<=high)
temp[k++]=array[j++]; for(i=low;i<=high;i++)
array[i]=temp[i];
return count;
}
}