最少交换次数

给出一个具有N个不同值的数组A[],找出将数组排序所需的最小交换次数。

输入:
第一行包含一个整数T,表示测试用例的数量。接下来会有T个测试用例,对于每个测试用例,包含一个整数N表示数组A[]中元素的个数,接下来一行为数组A[],包含N个用空格分开的整数。

数据规模:(1<=T<=100; 1<=N<=100; 1<=A[i]<=1000)

输出
对于每个测试用例,输出一个整数表示将数组排序所需的最小交换次数。

样例输入输出

  • 数组A[] #输出
  • 4 3 2 1 #2
  • 1 5 4 3 2 #2

解题思路
本题解法如下,首先将数组A排序得到A’ ,遍历数组A中元素,假设当前元素为A[i],
①A[i]在正确的位置(即排序后应在的位置)上,跳过,考虑下一元素。

② 若A[i]不在正确的位置上,假设其排序后的正确位置为j,则将A[i]与A[j]交换。此时i位置上的元素为A[j]的值,记为A[i]’。若A[i]'是在正确的位置上,则停止,否则,重复②步骤。

example:
遍历数组[1 5 4 3 2],
1在正确的位置上,跳过;
5不在正确的位置上,将其与2交换。2交换到了排序后的正确位置,停止;
4不在正确的位置上,将其与3交换。3交换到了排序后的正确位置,停止;
算法结束,共交换两次。

循环节
解题思路的1小节中,②步骤的循环操作涉及一个理论概念:循环节。

在一次操作中,把该次操作的所有元素都交换到正确位置上的所有操作形成的环,也就是循环节
def min_swaps(nums):
    mp = {}#记录排序后的正确位置
    sort_nums = sorted(nums)
    for i in range(len(sort_nums)):
        mp[sort_nums[i]]=i

    lops = 0
    flags = []

    for i in range(len(nums)):
        flags.append(False)
    for i in range(len(nums)):
        if not flags[i]:
            j = i
            while not flags[j]:
                flags[j] = True
                j = mp[nums[j]]
            lops += 1
    '''
    //假设数组的循环节个数为lops
    最小交换次数min_swaps = len(A) - lops
    '''
    return len(nums) - lops


seze = int(input().strip())
nums = list(map(int,input().strip().split(' ')))
print(min_swaps(nums))

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