树状数组求逆序数对

玛丽莲梦兔
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2021年01月26日 19:36
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2021年1月26日发(作者:后浪推前浪)
树状数组,具体的说是

离散化
+
树状数组。这也是学习树状数组的第一题
.
算法的大体流程就是:

1.
先对输入的数组离散化,使得各个元素比较接近,而不是离散的,

2.
接着,运用树状数组的标准操作来累计数组的逆序数。

算法详细解释:

1.
解释为什么要有离散的这么一个过程?


刚开始以为
999.999.999
这么一个数字,对于
i nt
存储类型来说是足够了。


还有只有
500000
个数字,何必要离散化呢?


刚开始一直想不通,后来明白了,后面在运用树状数组操作的时候,


用到的树状数组
C[i]
是建立在一个有点像位存储的数组的基础之上的,


不是单纯的建立在输入数组之上。


比如输入一个
9 1 0 5 4
,那么
C[i]
树状数组的建立是在,


下标

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

数组

1 1 0 0 1 1 0 0 0 1

现在由 于
999999999
这个数字相对于
500000
这个数字来说是很大的,


所以如果用数组位存储的话,那么需要
999999999
的空间来存储输入的数据。


这样是很浪费空间的,题目也是不允许的,所以这里想通过离散化操作,


使得离散化的结果可以更加的密集。

2.
怎么对这个输入的数组进行离散操作?


离散化是一种常用的技巧,有时数据范围太大,可以用来放缩到我们能处理的范围;


因为其中需排序的数的范围
0---999 999 999
;显然数组不肯能这么大;



N
的最大范围是
500 000
;故给出的数一定可以与
1.
。。。
N
建立一个一一映射;


①当然用
map
可以建立,效率可能低点;


②这里用一个结构体


struct Node

{

int v,ord;

}p[510000];
和一个数组
a[510000];

其中
v
就是原输入的值,
ord
是下标;然后对结构体按
v
从小到大排序;


此时,
v
和结构体的下标就是一个一一对应关系,而且满足原来的大小关系;


for(i=1;i<=N;i++) a[p[i].ord]=i;

然后
a
数组就存储了原来所有的大小信息;


比如

9 1 0 5 4 -------
离散后
aa
数组就是

5 2 1 4 3



具体的过程可以自己用笔写写就好了。

3.
离散之后,怎么使用离散后的结果数组来进行树状数组操作,计算出逆序数?


如果数据不是很大,

可以一个个插入到树状数组中,


每插入一个数,

统计比他小的数的个数,


对应的逆序为

i- getsum( aa[i] ),

其中

i
为当前已经插入的数的个数,


getsum( aa[i]
)为比

aa[i]
小的数的个数
,

i- sum( aa[i] )
即比

aa[i]
大的个数,

即逆序的个数


但如果数据比较大,就必须采用离散化方法


假设输入的数组是
9 1 0 5 4


离散后的结果
aa[] = {5,2,1,4,3};
在离散结果中间结果的基础上,那么其计算逆序数的过程是这么一个过程。

1
,输入
5


调用
upDate(5, 1),
把第
5
位设置为
1
1 2 3 4 5
0 0 0 0 1
计算
1-5
上比
5
小的数字存在么?

这里用到了树状数组的
getSum

5


= 1
操作,

现在用输入的下标
1 - getSum(5) = 0
就可以得到对于
5
的逆序数为
0


2.
输入
2


调用
upDate(2, 1),
把第
2
位设置为
1
1 2 3 4 5
0 1 0 0 1
计算
1-2
上比
2
小的数字存在么?

这里用到了树状数组的
getSum

2


= 1
操作,

现在用输入的下标
2 - getSum(2) = 1
就可以得到对于
2
的逆序数为
1


3.
输入
1


调用
upDate(1, 1),
把第
1
位设置为
1
1 2 3 4 5
1 1 0 0 1
计算
1-1
上比
1
小的数字存在么?

这里用到了树状数组的
getSum

1


= 1
操作,

现在用输入的下标

3 - getSum(1) = 2
就可以得到对于
1
的逆序数为
2


4.
输入
4


调用
upDate(4, 1),
把第
5
位设置为
1

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