归并排序求逆序对

时间:2022-10-23 09:50:33

排序都用Qsort了,别的排序算法不怎么用,但有些排序的思想很重要。碰到一道求逆序对的题,要用到归并排序,学习了一下归并排序。

归并排序是用分治思想,分治模式在每一层递归上有三个步骤:

                               分解:将n个元素分成个含n/2个元素的子序列。

                               解决:用合并排序法对两个子序列递归的排序。

                               合并:合并两个已排序的子序列已得到排序结果。

算法很其的关键应该在如何合并上,这一点算法导论上讲的很清楚。

void Merge(int Left,int Middle,int Right)
{
         
         int n1=Middle-Left+1;            //Left到Middle的元素个数
         int n2=Right-Middle;              //Middle+1到Right的元素个数
         for(int i=1;i<=n1;i++)
                L[i]=A[Left+i-1];             //把Left到Middle的左堆元素复制到L数组中,已排好序
         for(int i=1;i<=n2;i++)
                R[i]=A[Middle+i];            //把Middle+1到Right的右堆中的元素复制到R数组中
         L[n1+1]=M;                        // 底部存放“哨兵”,避免比较式判空,很巧
         R[n2+1]=M;
         int i=1;int j=1;
         for(int k=Left;k<=Right;k++)         // 每次把两堆中最小的元素复制到数组A中,这样合并成有序的序列
         {
                 if(L[i]<=R[j])
                 {
                           A[k]=L[i];
                           i++;
                 }
                 else
                 {
                           A[k]=R[j];
                           j++;
                 }
         }

}         

递归的合并排序,如果子数组中至多有一个元素,当然是已排好,否则分解。

void Merge_sort(int Left,int Right)
{
          int Middle;
          if(Left<Right)
          {
                      Middle=(Left+Right)/2; 
                      Merge_sort(Left,Middle);                      // 二分分解左部分
                      Merge_sort(Middle+1,Right);                // 二分分解有部分
                      Merge(Left,Middle,Right);                      //合并两部分
          }
  
}

算法一直把序列分解,最后算法将自底向上两个长度为一的序列合并成已排好序的,接着将长度为2的序列合并成长度为4的有序序列,等等。一者合并成长度为n的有序序列。

在归并排序算法中稍作修改,就可以在nlog2(n)的时间内求逆序对。

将数组A[1...size],划分为A[1...mid] 和 A[mid+1...size].那么逆序对数的个数为 f(1, size) = f(1, mid) + f(mid+1, size) + s(1, mid, size),这里s(1, mid, size)代表左值在[1---mid]中,右值在[mid+1, size]中的逆序对数。由于两个子序列本身都已经排序,所以查找起来非常方便。

void Merge(int Left,int Middle,int Right)
{
         
         int n1=Middle-Left+1;
         int n2=Right-Middle;
         for(int i=1;i<=n1;i++)
                L[i]=A[Left+i-1];             
         for(int i=1;i<=n2;i++)
                R[i]=A[Middle+i];
         L[n1+1]=M;
         R[n2+1]=M;
         int i=1;int j=1;
         for(int k=Left;k<=Right;k++)
         {
                 if(L[i]<=R[j])
                           A[k]=L[i++];     
                 else
                 {
                           A[k]=R[j++];
                               cunt+=n1-i+1;                 //cunt为全局变量
                 }
         }

}                                     

最后cunt即为逆序对的个数。