LintCode领扣 题解 | Hulu 面试题：Construction Queue

题目描述

存在一个数列的某种排列。现在已知数列中每个数的大小 arr1 ，和每个数之前有多少个比它自身小的数 arr2，要求恢复出原来的排列。保证数列中的元素两两不等。

思路点拨

先将所有数按从大到小的顺序排列，然后从最大的开始插入到线段树中。对于区间 [l,mid],[mid,r]。满足[l,mid]中未被填充的数字比比它自身小的数的个数大，则继续搜索左区间，反之搜索右区间。填充，更新即可。时间复杂度为O(nlogn)。

考点分析

本题主要考察了快速排序与线段树的基本操作。数列中有 n 个数，将这 n 个数从大到小排序。线段树维护数组 [1, n]，1 代表未被占用，0 代表占用，那么初始数组 [1, n] 全部为 1。在处理第 i 大的数时，前 i - 1 个数已经被处理过了，所以只需要寻找 [1, n] 中前缀和为 arr2[i] 的第一个位置即可，并将这个位置更新为 0。一共有 n 个数，每次操作 O(logn)，故总时间复杂度为 O(nlogn)。

九章参考程序

https://www.jiuzhang.com/solution/construction-queue/

/**
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*/ 

class SegmentTree {
    public int start, end;
    public int sum;
    public SegmentTree left, right;

    public SegmentTree(int start, int end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
        this.left = this.right = null;
    }

    public SegmentTree(int start, int end, int sum) {
        this(start, end);
        this.sum = sum;
    }

    public static SegmentTree build(int start, int end) {
        if (start > end)
            return null;

        if (start == end) {
            return new SegmentTree(start, end, 1);
        }

        SegmentTree node = new SegmentTree(start, end, 1);
        int mid = (start + end) / 2;
        node.left = build(start, mid);
        node.right = build(mid + 1, end);
        node.sum = 0;

        if (node.left != null) {
            node.sum += node.left.sum;
        }
        if (node.right != null) {
            node.sum += node.right.sum;
        }
        return node;
    }

    public static int query(SegmentTree root, int k) {
        if (root.start > root.end)
            return 0;

        if (root.start == root.end) {
            root.sum = 0;
            return root.start;
        }

        int mid = (root.start + root.end) / 2;
        int res = 0;
        if (k <= root.left.sum) {
            res = query(root.left, k);
        } else {
            res = query(root.right, k - root.left.sum);
        }

        root.sum = 0;
        if (root.left != null) {
            root.sum += root.left.sum;
        }
        if (root.right != null) {
            root.sum += root.right.sum;
        }
        return res;
    }
}

class Num {
    int val;  //The value of numbers
    int cnt;  //How many numbers small than itself 

    Num(int val, int cnt){
        this.val = val;
        this.cnt = cnt;
    }
}

class Cmp implements Comparator {   
    //  delimit how to compare
    public int compare(Num a, Num b) {
        if (a.val < b.val) {
            return 1;
        } else {
            return -1;
        }
    }
}

public class Solution {
    /**
     * @param n: The array sum
     * @param arr1: The size
     * @param arr2: How many numbers small than itself 
     * @return: The correct array
     */
    static Num[] a = new Num[100000+10];

    public int[] getQueue(int n, int[] arr1, int[] arr2) {
        int[] ans = new int[n];
        // Write your code here
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            a[i] = new Num(arr1[i], arr2[i]);
        }

        Arrays.sort(a, 0, n, new Cmp());
        SegmentTree root = SegmentTree.build(1,n);

        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int pos = SegmentTree.query(root, a[i].cnt+1);
            ans[pos-1] = a[i].val;
        }
        return ans;
    }
}