编程之美-光影切割问题

package a;

public class DisorderCount {

	/**《编程之美》“光影切割问题”
	 * 主要是两个问题：
	 * 1.数学公式（设定没有三条以上的直线交于同一点）：
	 * 两条直线最多一个交点，将平面分成了4个区域；
	 * 三条直线最多三个交点，将平面分成了7个区域；
	 * 可以推出：N条直线 M个交点，区域数为N+M+1。
	 * 2.逆序数的分治求法：
	 * 交点M的个数就是逆序数对的对数。
	 * 例如左边的光线顺序是(1,2,3)，右边是(3,2,1)。那么(3,1)(3,2)(2,1)共三个逆序数对，说明有三个交点。
	 * 归并排序来求逆序数。假设以下数据a1.a2.a3.a4分为两段，此时需要计算它们的逆序数，前半部分a1.a2，后半部分a3.a4.
	 * （这两个部分都是已经排好序的）。如果当前a1>a3，那么可以知道a2>a3，那么当前的逆序为2.即index(a2)-index(a1)+1.
	 * 将两个数组合并的时候，注意一下左边的数组有多少个数比右边的数组的多少数值要大
	 */

	private int count=0;
	
	public static void main(String[] args) {
		int[][] array={
				{4,3,2,1},
				{4,2,3,1},
				{1,2,3,4},
				{3,1,2},
				{2},
		};
		for(int[] each:array){
			DisorderCount test=new DisorderCount();
			int count=test.disorderCount(each);
			System.out.println(count);
		}
		
	}

	public int disorderCount(int[] array){
		if(array==null){
			return -1;
		}
		if(array.length<2){
			return 0;
		}
		disorderCountHelp(array,0,array.length-1);
		return count;
	}
	
	public void disorderCountHelp(int[] array,int start,int end){
		if(start<end){
			int mid=start+(end-start)/2;
			disorderCountHelp(array,start,mid);
			disorderCountHelp(array,mid+1,end);
			merge(array,start,mid,end);
		}
	}
	
	public void merge(int[] array,int start,int mid,int end){
		int i=start;
		int j=mid+1;
		int len=end-start+1;
		int[] tmp=new int[len];
		int k=0;
		while(i<=mid&&j<=end){
			if(array[i]<=array[j]){
				tmp[k++]=array[i++];
			}else{
				tmp[k++]=array[j++];
				count+=mid-i+1;//Each part is sorted.It means the data from a[i] to a[mid] is bigger than a[j].
			}
		}
		while(i<=mid){  
            tmp[k++]=array[i++]; 
        }  
        while(j<=end){  
            tmp[k++]=array[j++];  
        }  
        for(int m=0;m<k;m++){
        	array[start+m]=tmp[m];
        }
	}
}