树状数组求逆序数讲解

主宰稳场 提交于 2019-11-26 19:56:06

树状数组求逆序对

树状数组可以用nlogn的算法做到求出逆序对.但这里着重讲树状数组的原理与求法.
树状数组最常用的方面就是用来求逆序对, 普通方法需要n^2的复杂度, 而树状数组只需要用nlogn的复杂度, 所以是很好的优化,

关键在于内部函数lowbit的应用.
下面是树状数组的结构图 :

 

 

 
当数据的范围较小时,比如maxn=100000,那么我们可以开一个数组c[maxn],来记录前面数据的出现情况,初始化为0;当数据a出现时,就令c[a]=1。这样的话,欲求某个数a的逆序数,只需要算出在当前状态下c[a+1,maxn]中有多少个1,因为这些位置的数在a之前出现且比a大。但是若每添加一个数据a时,就得从a+1到 maxn搜一遍,复杂度太高了。树状数组却能很好的解决这个问题,可以把数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( c[i] ),其中 i 为当前已经插入的数的个数, getsum( c[i] )为比 c[i] 小的数的个数,i- getsum( c[i] ) 即比c[i] 大的个数, 即逆序的个数。最后需要把所有逆序数求和,就是在插入的过程中边插入边求和.

举个例子:有5个数,分别为5 3 4 2 1,当读入数据a=5时,c为:0,0,0,0,1;d为:0,0,0,0,1;当读入数据a=3时,c为:0,0,1,0,1;d为:0,0 , 1,1,1;当读入数据a=4时,c为:0,0,1,1,1;d为:0,0,1,2,1;
此思想的关键在于,读入数据的最大值为maxn,由于maxn较小,所以可以用数组来记录状态。当maxn较大时,直接开数组显然是不行了,这是的解决办法就是离散化。所谓离散化,就是将连续问题的解用一组离散要素来表征而近似求解的方法,这个定义太抽象了,还是举个例子吧。

   假如现在有一些数:1234 98756 123456 99999 56782,由于1234是第一小的数,所以num[1]=1;依此,有                 num[5]=2,num[2]=3,num[4]=4,num[3]=5;这样转化后并不影响原来数据的相对大小关系,何乐而不为呢!!!
还有一点值得注意,当有数据0出现时,由于0&0=0,无法更新,此时我们可以采取加一个数的方法将所有的数据都变成大于0的.


 例题: HDU 4917 http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4911

 

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