求逆序数的方法主要有以下几种:
暴力法
描述:遍历数组中的每一对元素,如果前面的元素大于后面的元素,则逆序对个数加1。
时间复杂度:O(n^2),其中n为数组的长度。
代码示例:
```python
def count_inversions(arr):
count = 0
n = len(arr)
for i in range(n):
for j in range(i+1, n):
if arr[i] > arr[j]:
count += 1
return count
```
归并排序法
描述:基于分治思想,将数组分成两个子数组,分别进行排序,然后合并时统计逆序对个数。
时间复杂度:O(nlogn),其中n为数组的长度。
代码示例:
```python
def merge_sort(arr):
if len(arr) <= 1:
return 0
mid = len(arr) // 2
left_count = merge_sort(arr[:mid])
right_count = merge_sort(arr[mid:])
count = left_count + right_count
i = j = k = 0
while i < len(left_arr) and j < len(right_arr):
if left_arr[i] <= right_arr[j]:
arr[k] = left_arr[i]
i += 1
else:
arr[k] = right_arr[j]
j += 1
count += len(left_arr) - i
k += 1
while i < len(left_arr):
arr[k] = left_arr[i]
i += 1
k += 1
while j < len(right_arr):
arr[k] = right_arr[j]
j += 1
k += 1
return count
```
树状数组
描述:利用树状数组(Binary Indexed Tree)在合并过程中高效地计算逆序对。
时间复杂度:O(nlogn),其中n为数组的长度。
代码示例:
```python
class BinaryIndexedTree:
def __init__(self, n):
self.n = n
self.c = * (n + 1)
@staticmethod
def lowbit(x):
return x & -x
def update(self, x, delta):
while x <= self.n:
self.c[x] += delta
x += BinaryIndexedTree.lowbit(x)
def query(self, x):
s = 0
while x > 0:
s += self.c[x]
x -= BinaryIndexedTree.lowbit(x)
return s
def count_inversions_tree(arr):
n = len(arr)
tree = BinaryIndexedTree(n)
count = 0
for i in range(n - 1, -1, -1):
count += tree.query(arr[i] - 1)
tree.update(arr[i], 1)
return count
```
这些方法各有优缺点,暴力法简单直观但时间复杂度较高;归并排序法效率较高,但实现相对复杂;树状数组方法在处理大规模数据时表现优异,但需要额外的空间。根据具体需求和数据规模,可以选择合适的方法来计算逆序数。