POJ 3761 Bubble Sort

题目链接:https://vjudge.net/problem/POJ-3761

转自:https://blog.csdn.net/cscj2010/article/details/7820906

题目大意

   含 n 个不同元素的排列恰好经过 k 趟冒泡排序变得有序。问原数组有多少种排列情况?

分析

  第一眼看上去觉得是个 DP,最后发现是个数学题,认栽。。。
  

  首先,定义 f(x) 表示在数组中位于元素 x 左面且大于 x 的个数。那么有$0 \leq f(x) \leq n - x$。

  由题意得$k = f(x)_{max}$,因为冒泡每次直冒一个数,因此每轮只有一个数会冒到 x 后面,对其他数也是一样,也就是每一趟排序$对\forall_{1 \leq x \leq n, f(x) > 0} --f(x)$

  比较好求的是经过不超过k趟冒泡的排列数g(k)
  易知,k趟冒泡达到有序的充要条件是 max f(x) == k
所以 n - x <= k;即 x >= n - k时,x可以放在数组的任意位置。
把元素分为[1,n-k],[n-k+1,n],在n个位置中放好了前n-k个数后,后k个数的方法为k!
对于前n-k 个数挨个来看,
首先要是f(1) <= k,则1有k+1个位置可放,放好1后,由于1的位置对f(2)无影响,
2同样有k+1个位置可放...
g(k) = (k+1)^(n-k) * k!
最终结果则为 g(k) - g(k-1) = k! * [(k + 1)^(n - k) - k^(n - k)]

代码如下

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