《剑指offer》数组中的逆序对

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P。并将P对1000000007取模的结果输出。 即输出P%1000000007

解题思路

/**
* 基于归并排序的处理
**/
public class Solution {
    private long count = 0; // 统计逆序对数量
    private int[] temp; // 临时辅助数组
    
    public int InversePairs(int [] arr) {
        temp = new int[arr.length];
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1);
        return (int) (count % 1000000007);
    }
    
    // 将数组 arr[left] --> arr[right] 进行归并排序
    private void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
        //终止条件 --> left == right 的时候,就递归到只有一个元素,则不用递归
        if (left < right) {
            // [分]: 将数组一分为二
            //int center = (left + right) / 2;
            int center = (left+right)>>1; //(left+right)/2 优化形式
            // [治]: 将左边的数组排序(left --> center)
            mergeSort(arr, left, center);
            // [治]: 将右边的数组排序(center+1 --> right)
            mergeSort(arr, center + 1, right);
            // [合]: 合并两个有序数组
            merge(arr, left, center, right);
        }
    }

    // 将 arr[left...center] 和 arr[center+1...right] 两个有序数组合并为一个有序数组
    private void merge(int[] arr, int left, int center, int right) {
        // 先用一个临时数组把他们合并汇总起来
        // 先通过比较将两个有序数组合并为一个有序数组,结果暂存到 temp 数组
        int i = left, j = center + 1;
        for (int k = left; k <= right; k++) {
            // 如果左边数组 arr[left...center] 中的元素取完[即比较完](i>center),
            // 则直接复制右边数组的元素到辅助数组。右边数组同理
            if (i > center) {
                temp[k] = arr[j++];
            } else if (j > right) {
                temp[k] = arr[i++];
            }

            // 合并时,比较两有序数组值,将小的放入辅助数组中
            else if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[k] = arr[i++];
            } else {
                // 与归并排序所不同的就是添加了如下这句,统计count的关键!
                this.count += center-i+1;// arr[i] > arr[j],说明 arr[i...center] 都大于 arr[j]
                temp[k] = arr[j++];
            }
        }
        // 再将已经排序好的辅助数组中的值复制到原数组 arr 中
        for (int k = left; k <= right; k++) {
            arr[k] = temp[k];
        }
    }
}

另附:归并排序

package sort;

/**
 * @description: 归并排序
 * 时间复杂度:O(nlogn)
 * 空间复杂度:O(n)
 * 稳定排序
 * 非原地排序
 * @author: Kevin
 * @createDate: 2020/2/13
 * @version: 1.0
 */
public class MergeSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8, 5, 3, 9};
        userMergeSort(arr);
        System.out.println("sorted arr:");
        for (Integer i:arr) {
            System.out.println(i);
        }
    }

    private static void userMergeSort(int[] arr){
        if (arr == null || arr.length == 0) {
            return;
        }
        mergeSort(arr,0,arr.length-1);
    }

    /**
     * 将数组 arr[left] --> arr[right] 进行归并排序
     * @param arr 要排序的数组
     * @param left 左边界
     * @param right 右边界
     */
    private static void mergeSort(int[] arr,int left,int right){
        //终止条件 --> left == right 的时候,就递归到只有一个元素,则不用递归
        if (left < right) {
            // [分]: 将数组一分为二
            int center = (left+right)/2;
//            int center = (left+right)>>1;
            // [治]: 将左边的数组排序(left --> center)
            mergeSort(arr,left,center);
            // [治]: 将右边的数组排序(center+1 --> right)
            mergeSort(arr,center+1,right);
            // [合]: 合并两个有序数组
            merge(arr, left, center, right);
        }
    }

    /**
     * 将 arr[left...center] 和 arr[center+1...right] 两个有序数组合并为一个有序数组
     * @param arr
     * @param left
     * @param center
     * @param right
     */
    private static void merge(int[] arr, int left, int center, int right) {
        //先用一个临时数组把他们合并汇总起来
        int[] temp = new int[arr.length];
        int i = left,j = center+1;
        // 先通过比较将两个有序数组合并为一个有序数组,结果暂存到 temp 数组
        for (int k = left;k<=right;k++){
            // 如果左边数组 arr[left...center] 中的元素取完[即比较完](i>center),
            // 则直接复制右边数组的元素到辅助数组。右边数组同理
            if (i>center)    { temp[k] = arr[j++];  }
            else if(j>right) { temp[k] = arr[i++];  }

            // 合并时,比较两有序数组值,将小的放入辅助数组中
            else if(arr[i]<=arr[j]) {temp[k] = arr[i++]; }
            else                    {temp[k] = arr[j++]; }
        }
        // 再将已经排序好的辅助数组中的值复制到原数组 arr 中
        for (int k=left;k<=right;k++){
            arr[k] = temp[k];
        }
    }
}

过程动图:
Alt
图片说明:
在这里插入图片描述
参考优秀文章:归并排序

发布了8 篇原创文章 · 获赞 3 · 访问量 6982

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_36452584/article/details/104301637