algorithm-base/animation-simulation/数据结构和算法/逆序对问题.md

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剑指 offer 51 数组中的逆序对

逆序对: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,见下图。

逆序对

是不是很容易理解,因为数组是无序的,当较大的数,出现在较小数前面的时候,它俩则可以组成逆序对。因为数组的(有序度+逆序度)= n (n-1) / 2逆序对个数 = 数组的逆序度,有序对个数 = 数组的有序度,所以我们知道有序对个数的话,也能得到逆序对的个数。另外我们如何通过归并排序来计算逆序对个数呢?

关键点在我们的归并过程中,我们先来看下归并过程中是怎么计算逆序对个数的。见下图

逆序对举例

我们来拆解下上图,我们此时 temp1 指向元素为 6temp2 指向元素为 2, nums[temp1] > temp[temp2],则此时我们需要将 temp2 指向的元素存入临时数组中,又因为每个小集合中的元素都是有序的,所以 temp1 后面的元素也一定大于 2那么我们就可以根据 temp1 的索引得出逆序对中包含 2 的逆序对个数,则是 mid - temp + 1。

好啦这个题目你已经会做啦,下面我们一起来做下吧。

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。

示例 1:

输入: [7,5,6,4] 输出: 5

题目解析

各位如果忘记归并排序的话,可以再看一下咱们之前的文章回顾一下 归并排序详解这个题目我们仅仅在归并排序的基础上加了一行代码。那就是在归并过程时nums[temp2] < nums[temp1] 时统计个数。下面我们直接看代码吧。

题目代码

class Solution {
    //全局变量
    private int count; 
    public int reversePairs(int[] nums) {
         count = 0;      
         merge(nums,0,nums.length-1);
         return count;
    }

    public void merge (int[] nums, int left, int right) {

        if (left < right) {
            int mid = left + ((right - left) >> 1);
            merge(nums,left,mid);
            merge(nums,mid+1,right);
            mergeSort(nums,left,mid,right);
        }

    }

    public void mergeSort(int[] nums, int left, int mid, int right) {

         int[] temparr = new int[right-left+1];
         int index = 0;
         int temp1 = left, temp2 = mid+1;

         while (temp1 <= mid && temp2 <= right) {
             
             if (nums[temp1] <= nums[temp2]) {
                 temparr[index++] = nums[temp1++];
             } else {
                 //增加的一行代码,用来统计逆序对个数
                 count += (mid - temp1 + 1);
                 temparr[index++] = nums[temp2++];
             }
         }
         
         if (temp1 <= mid) System.arraycopy(nums,temp1,temparr,index,mid-temp1+1);
         if (temp2 <= right) System.arraycopy(nums,temp2,temparr,index,right-temp2+1);
         System.arraycopy(temparr,0,nums,left,right-left+1);
    }
}

好啦这个题目我们就解决啦哦对大家也可以顺手去解决下这个题目。leetcode 912 排序数组,这个题目大家可以用来练手,因为有些排序算法是面试高频考点,所以大家可以防止遗忘,多用这个题目进行练习,防止手生。下面则是我写文章时代码的提交情况,冒泡排序怎么优化都会超时,其他排序算法倒是都可以通过。

排序

好啦,下面我们继续做一个题目吧,也完全可以用归并排序解决,稍微加了一丢丢代码,但是也是很好理解的。感谢支持