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牛客网刷题:NC208813求逆序数

牛客网刷题:NC208813求逆序数

问题描述

在这里插入图片描述

在排序和数据结构分析中,逆序数是一个重要的概念。对于一个数列来说,如果一对数的前后位置与大小顺序相反(即前面的数大于后面的数),那么它们就称为一个逆序对。一个排列中所有逆序对的总数称为这个排列的逆序数。

例如:对于数列 [2, 4, 3, 1],存在以下逆序对:

  • (2, 1):2 > 1,且 2 在 1 的前面
  • (4, 3):4 > 3,且 4 在 3 的前面
  • (4, 1):4 > 1,且 4 在 1 的前面
  • (3, 1):3 > 1,且 3 在 1 的前面

因此,该数列的逆序数为 4。

问题来源

  • 链接:牛客网 NC208813
  • 时间限制:C/C++/Rust/Pascal 1秒,其他语言2秒
  • 空间限制:C/C++/Rust/Pascal 256 M,其他语言512 M

输入输出格式

输入格式

  • 第一行为整数 N,表示数列的元素个数 (N ≤ 1000)
  • 第二行为 N 个用空格隔开的整数,值在 int 范围内

输出格式

  • 输出一个整数,表示逆序数的个数

示例

输入

4
2 4 3 1

输出

4

解题思路

本题要求统计数列中的逆序对数量。最直接的方法是使用两层循环遍历所有可能的数对,检查是否构成逆序对。

具体做法:

  1. 读取数列长度 n 和所有元素
  2. 使用两层循环,外层从 1 到 n,内层从 i+1 到 n
  3. 对于每一对元素 (a[i], a[j]),如果 a[i] > a[j],则逆序数加 1
  4. 最后输出总的逆序数

代码实现

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){int n;cin>>n;int a[n];for(int i=1;i<=n;i++)cin>>a[i];int s=0;for(int i=1;i<=n;i++){for(int j=i+1;j<=n;j++){if(a[i]>a[j])s+=1;else continue;}}cout<<s;return 0;
}

代码解析

  1. 头文件和命名空间

    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    

    这里引入了标准库的所有内容,简化了编程过程。

  2. 读取输入

    int n;
    cin>>n;
    int a[n];
    for(int i=1;i<=n;i++)cin>>a[i];
    

    注意这里使用了从1开始的下标,这是一种编程习惯,在某些算法问题中比较常见。

  3. 计算逆序对

    int s=0;
    for(int i=1;i<=n;i++){for(int j=i+1;j<=n;j++){if(a[i]>a[j])s+=1;else continue;}
    }
    

    两层循环遍历所有可能的数对,当发现 a[i] > a[j] 且 i < j 时,说明找到一个逆序对,计数器 s 加 1。

  4. 输出结果

    cout<<s;
    return 0;
    

    最后输出逆序数的总和。

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n²),其中 n 是数列的长度。需要两层循环来检查所有可能的数对。
  • 空间复杂度:O(n),用于存储数列的数组。

优化方向

虽然本题使用暴力方法可以通过(因为 n ≤ 1000),但对于更大规模的数据,我们可以考虑以下优化方法(不改变原代码):

  1. 归并排序:在归并排序过程中统计逆序对,时间复杂度可以优化到 O(nlogn)
  2. 树状数组:利用树状数组可以在 O(nlogn) 的时间内统计逆序对
  3. 线段树:同样可以在 O(nlogn) 时间内完成统计

小结

逆序数是排序算法分析中的重要概念,也是衡量一个序列"有序程度"的指标。本题使用了最直观的暴力方法来统计逆序对,虽然简单易懂,但在大规模数据下效率较低。在实际应用中,如果数据规模更大,建议使用更高效的算法如归并排序、树状数组或线段树来解决此类问题。


希望这篇详解对你有所帮助!如有疑问,欢迎在评论区留言交流。

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