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

输入描述:

题目保证输入的数组中没有的相同的数字数据范围:	对于%50的数据,size<=10^4	对于%75的数据,size<=10^5	对于%100的数据,size<=2*10^5

示例1

输入

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1,2,3,4,5,6,7,0

输出

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7

思路

直观解法就是for循环暴力解, 每扫描到一个数组的时候,逐个比较该数字和它后面的数字的大小。如果后面的数字比它小,则这两个数字就组成了一个逆序对。假设数组中含有n个数字。由于每个数字都要和O(n)这个数字比较,因此这个算法的时间复杂度为O(n^2)。 但是面试官肯定是不想要这种解法的,所以这里来想以数组{7,5,6,4}为例来分析统计逆序对的过程。每次扫描到一个数字的时候,我们不拿ta和后面的每一个数字作比较,否则时间复杂度就是O(n^2),因此我们可以考虑先比较两个相邻的数字。

剑指offer-数组中的逆序对_第1张图片

(a) 把长度为4的数组分解成两个长度为2的子数组;

(b) 把长度为2的数组分解成两个成都为1的子数组;

​ © 把长度为1的子数组 合并、排序并统计逆序对

(d) 把长度为2的子数组合并、排序,并统计逆序对;

​ 在上图(a)和(b)中,我们先把数组分解成两个长度为2的子数组,再把这两个子数组分别拆成两个长度为1的子数组。接下来一边合并相邻的子数组,一边统计逆序对的数目。在第一对长度为1的子数组{7}、{5}中7大于5,因此(7,5)组成一个逆序对。同样在第二对长度为1的子数组{6}、{4}中也有逆序对(6,4)。由于我们已经统计了这两对子数组内部的逆序对,因此需要把这两对子数组 排序 如上图(c)所示, **以免在以后的统计过程中再重复统计。**这种方法很像归并排序,参考https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6194356.html

故有以下解法:

int count=0;
    public int InversePairs(int [] array) {
        if(array==null||array.length<=0) return 0;
        mergeUp2Down(array,0,array.length-1);
        return count;
    }
    public void mergeUp2Down(int [] a,int start,int end){
        if(start>=end) return;
        int mid=(end+start)>>1;
        mergeUp2Down(a,start,mid);
        mergeUp2Down(a,mid+1,end);
        merge(a,start,mid,end);
    }
    public void merge(int [] a,int start,int mid,int end){
        int[] temp=new int[end-start+1];
        int i=start,j=mid+1,index=0;
        while(i<=mid&&j<=end){
            if(a[i]>a[j]) {
                temp[index++]=a[j++];
                count+=mid-i+1;
                count=count>1000000007?count%1000000007:count;
            }else temp[index++]=a[i++];
        }
        while(i<=mid) temp[index++]=a[i++];
        while(j<=end) temp[index++]=a[j++];
        for(int k=0;k<temp.length;k++) a[start+k]=temp[k];
    }

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