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康托展开
Description
现在有"ABCDEFGHIJ”10个字符,将其所有的排列中按字典序排列,给出任意一种排列,说出这个排列在所有的排列中是第几小的?
Input第一行有一个整数n(0
随后有n行,每行是一个排列;
Output输出一个整数m,占一行,m表示排列是第几位;
Sample Input
3
ABCDEFGHIJ
HGEBFACDJI
GDEDHJBXIA
ABCDEFGHIJ
HGEBFACDJI
GDEDHJBXIA
Sample Output
1
2803322
1911924
2803322
1911924
其实思路可能不用说也能想出来。
设总长度为len,枚举每一个字母,找它后面比它小的字母个数,记为k。那么每一位的答案就是k*(len-i)!。
下面给出草率证明:
先举个栗子,比如说一个字符串BACED。(样例太长懒得解释)
第一位B找到了A一个比它小的字母,说明这个字符串排在所有以A开头的字符串之后(显然共有4!个),所以B对最终答案的贡献是4!。
第二位A没找到比它小的字母,说明这个字符是所有以B开头的字符串中第二位最小的,所以B对最终答案没有贡献。
第三位C没找到比它小的字母,说明这个字符是所有以BA开头的字符串中第二位最小的,所以C对最终答案没有贡献。
第四位E找到了E一个比它小的字母,说明这个字符串排在所有以BACD开头的字符串之后(显然共有1!个),所以E对最终答案的贡献是1!。
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第五位D没找到比它小的字母,说明这个字符是所有以BACE开头的字符串中第二位最小的,所以D对最终答案没有贡献。
又因为第一个字符串排名为1,所以所有字符串排名都应加1。
所以答案是1+4!+1!=26;
放代码,算是很短的。
1 #include
2 using namespace std;
3
4 int n,f[19];
5 int main(){
6 scanf("%d",&n);
7 f[0]=1;//注意
8 for(int i=1;i<=10;i++) f[i]=f[i-1]*i;//预处理阶乘
9 while(n--)//数据组数
10 {
11 int ans=1;//每个字符串排名都加1,上面有提到
12 string s;
13 cin>>s;
14 int len=s.length();//取字符串长度
15 for(int i=0;is[j]) k++;//记录在当前字符之后有几个比当前字符小的
20 ans+=k*f[len-i-1];//注意i从0开始,所以是len-i-1
21 }
22 printf("%d\n",ans);
23 }
24 return 0;
25 }
但是时间复杂度达到了len2(当然这里len只有11,除了穷举都能过)
但如果是这道题呢?(参考洛谷P5637)
P5367 【模板】康托展开
题目描述
求1∼N的一个给定全排列在所有1∼N全排列中的排名。结果对998244353取模。
输入格式
第一行一个正整数N。
第二行N个正整数,表示1∼N的一种全排列。
输出格式
一行一个非负整数,表示答案对9982443539取模的值。
输入输出样例
输入 #1
3
2 1 3
输出 #1
3
输入 #2
4
1 2 4 3
输出 #2
2
说明/提示
对于10%数据,1≤N≤10。
对于50%数据,1≤N≤5000。
对于100%数据,1≤N≤1000000
如果用传统的康托展开做,时间复杂度O(n2),只能拿50分。
我们考虑用数据结构维护每个数后面的它小的数的个数,自然而然想到了权值线段树(其实是我不会树状数组)。
线段树的叶子节点维护的是该叶子结点所对应的编号出现的次数(我也说不清楚,具体看代码)。首先插入所有数,随后第i次找1到a[i]-1区间内的和,做完之后删除这个数,防止后面的数重复记录产生错误答案。时间复杂度O(logn)。
上代码:
1 #include//随时记得取模,尽可能降低WA的概率 2 #define P 998244353 3 #define N 1000009 4 using namespace std; 5 6 int n,ans=1,a[N],sum[N<<2]; 7 long long f[N];//这道题内存限制只有31.25MB,第一次全开了long long发现MLE,第二次全开了int爆WA,最后部分开了long long才压内存过 8 void Update(int rt,int l,int r,int x,int c,int fg)//fg是flag,标记 9 { 10 if(l==r && l==x) 11 { 12 if(fg==1) sum[rt]+=c;//如果是插入,sum就加c 13 else sum[rt]-=c;//如果是删除,sum就减c 14 return; 15 } 16 int mid=(l+r)>>1; 17 if(x<=mid) Update(rt<<1,l,mid,x,c,fg); 18 else Update(rt<<1|1,mid+1,r,x,c,fg); 19 sum[rt]=sum[rt<<1]+sum[rt<<1|1]; 20 } 21 22 int Query(int rt,int l,int r,int x,int y) 23 { 24 if(l==x && r==y) return sum[rt]; 25 int mid=(l+r)>>1; 26 if(y<=mid) return Query(rt<<1,l,mid,x,y); 27 else if(x>mid) return Query(rt<<1|1,mid+1,r,x,y); 28 else return Query(rt<<1,l,mid,x,mid)+Query(rt<<1|1,mid+1,r,mid+1,y); 29 } 30 int main(){ 31 memset(sum,0,sizeof(sum)); 32 scanf("%d",&n); 33 f[0]=1;//注意 34 for(int i=1;i<=1000009;i++) f[i]=f[i-1]%P*i%P;//计算阶乘 35 for(int i=1;i<=n;i++) 36 { 37 scanf("%d",&a[i]); 38 Update(1,1,n,a[i],1,1);//将每一个数插入到权值线段树中 39 } 40 for(int i=1;i<=n;i++) 41 { 42 if(a[i]==1)//如果a[i]==1,那么该数一定对答案没有贡献,直接删除 43 { 44 Update(1,1,n,a[i],1,0); 45 continue; 46 } 47 ans=(ans+Query(1,1,n,1,a[i]-1)%P*f[n-i]%P)%P;//更新答案 48 Update(1,1,n,a[i],1,0);//删除这个数 49 } 50 printf("%d\n",(ans+P)%P); 51 return 0; 52 }