【题目来源】
https://www.luogu.com.cn/problem/P1908
【题目描述】
猫猫 TOM 和小老鼠 JERRY 最近又较量上了,但是毕竟都是成年人,他们已经不喜欢再玩那种你追我赶的游戏,现在他们喜欢玩统计。
最近,TOM 老猫查阅到一个人类称之为“逆序对”的东西,这东西是这样定义的:对于给定的一段正整数序列,逆序对就是序列中 ai>aj 且 i<j 的有序对。知道这概念后,他们就比赛谁先算出给定的一段正整数序列中逆序对的数目。注意序列中可能有重复数字。
【输入格式】
第一行,一个数 n,表示序列中有 n 个数。
第二行 n 个数,表示给定的序列。序列中每个数字不超过 10^9。
【输出格式】
输出序列中逆序对的数目。
【输入样例】
6
5 4 2 6 3 1
【输出样例】
11
【说明/提示】
对于 25% 的数据,n≤2500。
对于 50% 的数据,n≤4×10^4。
对于所有数据,n≤5×10^5。
请使用较快的输入输出。
【算法分析】
● 本题数据个数上限为 5e5,但数据范围至 1e9,比较稀疏,故需进行离散化。
● 传统的逆序对统计需要两两比较数值大小,需要检查 C(n,2)=n(n-1)/2 对组合,时间复杂度为 O(n²)。而“树状数组+离散化”方法,不直接比较“数值”,而是通过树状数组去查询“位置”的统计信息。通过巧妙的数据结构转换,将问题降维为高效的前缀和查询,时间复杂度为 O(logn) 。
● 逆序对问题可以用“树状数组+离散化”实现,其核心原理是“通过离散化建立数值到位置的映射,再利用树状数组高效维护和查询这些位置上的计数信息,从而避免了直接的数值两两比较”。
(1)树状数组的作用:树状数组的每个位置代表离散化后的一个值(一个“桶”),记录每个数值出现的次数。通过查询前缀和,可以快速知道小于等于某个值的数有多少个。
(2)离散化的必要性:原始数据的数值范围很大,但实际不同的数值个数有限。离散化将大范围的数值映射到连续的整数下标,减少空间占用。
● 树状数组的概念、结构及实现:
● STL map 简介:
【算法代码】
【参考文献】