c++算法学习笔记 (2)归并排序

简介: c++算法学习笔记 (2)归并排序

1.归并排序模板

// 归并排序模板
#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 1e6 + 5;
int n;
int q[N], tmp[N];
void merge_sort(int q[], int l, int r)
{
  if (l >= r)
    return;
  int mid = (l + r) / 2;
  merge_sort(q, l, mid);
  merge_sort(q, mid + 1, r); // 先递归
  // 递归完,结果有两个有序数组,再归并
  int k = 0, i = l, j = mid + 1; // k表示结果数组下标,i指向左半边起点,j指向右半边起点
  while (i <= mid && j <= r)
  {
    if (q[i] < q[j])
      tmp[k++] = q[i++];
    else
      tmp[k++] = q[j++];
  }
  while (i <= mid)
    tmp[k++] = q[i++]; // 左边还剩下
  while (j <= r)
    tmp[k++] = q[j++]; // 右边还剩下
  // tmp数组赋回q
  for (int a = l, b = 0; a <= r; a++, b++) // a指向q,b指向tmp
    q[a] = tmp[b];
}
int main()
{
  cin >> n;
  for (int i = 0; i < n; i++)
  {
    scanf("%d", &q[i]);
  }
  merge_sort(q, 0, n - 1);
  for (int i = 0; i < n; i++)
  {
    printf("%d ", q[i]);
  }
  return 0;
}


2.求逆序对数量:

给定一个长度为 n的整数数列,请你计算数列中的逆序对的数量。

逆序对的定义如下:对于数列的第 i个和第 j个元素,如果满足 i<j且 a[i]>a[j],则其为一个逆序对;否则不是。

#include <iostream>
using namespace std;
// 此题会爆int(因为降序数组的逆序对最大,为n(n-1)/2约等于5*10e9)
// 所以用long long 来存
typedef long long ll;
const int N = 1e5 + 5;
int n;
int q[N], tmp[N];
ll merge_sort(int l, int r)
{ // 返回区间l~r所有逆序对的数量
  if (l >= r)
    return 0;
  int mid = (l + r) / 2;
  ll res = merge_sort(l, mid) + merge_sort(mid + 1, r); // 左边逆序对数+右边逆序对数
  // 归并过程
  int k = 0, i = l, j = mid + 1;
  while (i <= mid && j <= r)
  {
    if (q[i] <= q[j])
      tmp[k++] = q[i++];
    else
    {
      tmp[k++] = q[j++];
      res += mid - i + 1; // 推导的公式 这里res+逆序对分布在左右两边的个数
    }
  }
  // 收尾 谁剩下就全赋给tmp
  while (i <= mid)
    tmp[k++] = q[i++];
  while (j <= r)
    tmp[k++] = q[j++];
  // 物归原主 tmp赋回q中
  for (int a = l, b = 0; a <= r; a++, b++) // a:q  b:tmp
  {
    q[a] = tmp[b];
  }
  return res;
}
int main()
{
  scanf("%d", &n);
  for (int i = 0; i < n; i++)
  {
    scanf("%d", &q[i]);
  }
  ll num = merge_sort(0, n - 1);
  cout << num;
  return 0;
}


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