历届试题 小朋友排队

问题描述

  n 个小朋友站成一排。现在要把他们按身高从低到高的顺序排列,但是每次只能交换位置相邻的两个小朋友。

  每个小朋友都有一个不高兴的程度。开始的时候,所有小朋友的不高兴程度都是0。

  如果某个小朋友第一次被要求交换,则他的不高兴程度增加1,如果第二次要求他交换,则他的不高兴程度增加2(即不高兴程度为3),依次类推。当要求某个小朋友第k次交换时,他的不高兴程度增加k。

  请问,要让所有小朋友按从低到高排队,他们的不高兴程度之和最小是多少。

  如果有两个小朋友身高一样,则他们谁站在谁前面是没有关系的。

输入格式

  输入的第一行包含一个整数n,表示小朋友的个数。

  第二行包含 n 个整数 H1 H2 … Hn,分别表示每个小朋友的身高。

输出格式

  输出一行,包含一个整数,表示小朋友的不高兴程度和的最小值。

样例输入

3

3 2 1

样例输出

9

样例说明

  首先交换身高为3和2的小朋友,再交换身高为3和1的小朋友,再交换身高为2和1的小朋友,每个小朋友的不高兴程度都是3,总和为9。

数据规模和约定

  对于10%的数据, 1<=n<=10;

  对于30%的数据, 1<=n<=1000;

  对于50%的数据, 1<=n<=10000;

  对于100%的数据,1<=n<=100000,0<=Hi<=1000000。

题目分析

我们很容易得出,第i个小朋友,他的左侧有 x 个比他高的,右侧有 y 个比他矮的,则该小朋友的(1 + x + y) * (x + y) / 2。

而x + y 就是第i个小朋友身高的逆序对数。

那么现在的问题就是我们如何查找第i个小朋友身高的逆序对数。

涉及到快速求和,求逆序对的问题,我们可以想到树状数组。

在这个问题中,我们定义一个数组h,用来储存每个小朋友的身高,数组c用来储存数组数组的和,数组b用来储存第i个节点处的逆序对个数。我们做如下几步。

①把数组c初始化为0

②正序依次把每个学生的身高输入到树状数组中,输入一次,b[ i ] =(i + 1)-  getsum( h[ i ] + 1 )

上面这个式子,是找左侧比这个学生身高高的学生的数量,也就是h[ i ] 左侧的逆序对数。

③把数组c再次初试化为0

④逆序依次把每个学生的身高加入到树状数组中,输入一次,b[ i ] += getsum( h[ i ] + 1 - 1)

上面这个式子,是找右侧比这个学生身高矮的学生的数量,也就是h[ i ]右侧的逆序对数。

这个题的数据范围,h>=0,因此我们每次把h[ i ] 输入到树状数组时,要把h[ i ] + 1

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <stack>
#include <algorithm>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
using namespace std;
#define MAX_NUM 100005
#define MAX_HEIGHT 1000005
int n;
int h[MAX_NUM];//记录每个人的身高
long long b[MAX_NUM];//记录i处有几个逆序对
int c[MAX_HEIGHT];//树状数组

int lowbit(int x) {
	return x & (-x);
}
void change(int i, int x) {
	while (i < MAX_HEIGHT) {
		c[i] += x;
		i = i + lowbit(i);
	}
}
int getsum(int i) {
	int sum = 0;
	while (i > 0) {
		sum += c[i];
		i = i - lowbit(i);
	}
	return sum;
}
int main() {
	cin >> n;
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		scanf("%d", &h[i]);
		change(h[i] + 1, 1);
		b[i] = (i + 1) - getsum(h[i] + 1);//找比他高的
	}
	memset(c, 0, sizeof(c));
	for (int i = n-1; i >= 0; i--) {
		change(h[i] + 1, 1);
		b[i] += getsum(h[i]);//找比他矮的
	}
	long long ans = 0;
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		ans += (1 + b[i]) * b[i] / 2;
	}
	cout << ans;
	return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/woxiaosade/p/10629744.html