蓝桥杯AcWing学习笔记 4-3排序的学习(附相关蓝桥真题:小朋友排队)(Java)
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蓝桥杯
我的AcWing
题目及图片来自蓝桥杯C++ AB组辅导课
归并排序
归并排序——分治
① 确定分界点:mid = (l + r) / 2
② 递归排序 left,right
③ 归并——合二为一
归并中最麻烦的就是最后一步:合二为一,我们可以利用双指针,假设我们有两个有序的序列,然后用res[]
数组记录答案,两个指针分别指向序列的头部,也就是两个序列分别的最小值min
,此时比较这两个指针指向值的大小,此时这两个指针较小值就是两个序列中的最小值,假设第一个序列的是两个序列的最小值,我们将这个值存入res[]
中,第一个序列指针往后挪一位。
挪完之后我们发现,第一个指针还是第一个序列中最小的值,那么我们再跟第二个序列的指针比较,再把较小值存入数组中。
以此类推,两个指针依次往后走进行比较,直到其中有一个指针走到终点,循环此时可以退出,假设第二个指针走了一半,把第二个序列后半段的值直接补到数组即可。
归并排序算法是稳定的,当两个指针指向的值相同时,我们优先将第一个序列的值存入数组中。
例题
AcWing 787. 归并排序
import java.util.Scanner;public class Main {static final int N = 100010;static int[] q = new int[N];static int[] tmp = new int[N]; // 辅助存值的数组public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);int n = sc.nextInt();for (int i = 0; i < n; i++) q[i] = sc.nextInt();merge_sort(q, 0, n - 1);for (int i = 0; i < n; i++) System.out.print(q[i] + " ");}private static void merge_sort(int q[], int l, int r) {if (l >= r) return;int mid = (l + r) / 2; // 确定分界点merge_sort(q, l, mid); // 递归对左区间和右区间排序merge_sort(q, mid + 1, r);int k = 0; // k表示当前已经合并了几个数int i = l, j = mid + 1; // 初始化两个序列的指针while (i <= mid && j <= r) // 归并if (q[i] <= q[j]) tmp[k++] = q[i++];else tmp[k++] = q[j++];while (i <= mid) tmp[k++] = q[i++]; // 如果i还没走完 将左区间剩余的直接存入数组while (j <= r) tmp[k++] = q[j++]; // 如果j还没走完 将右区间剩余的直接存入数组for (i = l, j = 0; i <= r; i++, j++) q[i] = tmp[j];}
}
AcWing 788. 逆序对的数量
序列中任意两个数,前面的数比后面的数大,那么这两个数就是逆序对。
假定我们归并排序的函数可以将整个区间排好序的同时,求出来整个区间内部所有逆序对的个数
因此求我们黄色逆序对的数量,每一次当我们要把q[j]
输出来的时候,就在答案里加上mid - i + 1
就可以了。
import java.util.Scanner;public class Main {static final int N = 100010;static int[] q = new int[N];static int[] tmp = new int[N];public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);int n = sc.nextInt();for (int i = 0; i < n; i++) q[i] = sc.nextInt();System.out.println(merge_sort(0, n - 1));}private static long merge_sort(int l, int r) {if (l >= r) return 0;int mid = l + r >> 1;long res = merge_sort(l, mid) + merge_sort(mid + 1, r);// 归并的过程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;}// 扫尾while (i <= mid) tmp[k++] = q[i++];while (j <= r) tmp[k++] = q[j++];// 物归原主for (i = l, j = 0; i <=r; i++, j++) q[i] = tmp[j];return res;}
}
第五届2014年蓝桥杯真题
AcWing 1215. 小朋友排队
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;public class Main {static Child[] children;static Child[] temp;public static void main(String[] args) throws IOException {BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));int n = Integer.parseInt(in.readLine());children = new Child[n];temp = new Child[n];String[] num = in.readLine().split(" ");for (int i = 0; i < n; i++) {children[i] = new Child(Integer.parseInt(num[i]));}mergeSort(0, n - 1);long res = 0;for (int i = 0; i < n; i++) res += cal(children[i].k);System.out.println(res);}private static long cal(int k) {return ((long) k * (k + 1)) / 2;}private static void mergeSort(int l, int r) {if (l == r) return;int mid = l + r >> 1;mergeSort(l, mid);mergeSort(mid + 1, r);merge(l, mid, r);}private static void merge(int l, int mid, int r) {int i = l;int j = mid + 1;int k = l;while (i <= mid && j <= r) {if (children[i].h <= children[j].h){children[i].k += (j - mid - 1);temp[k++] = children[i++];} else {children[j].k += mid - i + 1;temp[k++] = children[j++];}}while (i <= mid){// 此时右边区间的所有的都是小于i所在位置的小朋友的children[i].k += r - mid;temp[k++] = children[i++];}while (j <= r) temp[k++] = children[j++];for (int m = l; m <= r ; m++) {children[m] = temp[m];}}static class Child {int h; // 小朋友的高度int k; // 该小朋友所涉及的逆序对的个数 即该小朋友需要交换的次数public Child(int h) {this.h = h;}}
}
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