對(duì)一個(gè)無序序列進(jìn)行排序,要求一次只能交換相鄰的兩個(gè)數(shù),那么最少需要交換多少次才可以完成排序呢? 本問題假設(shè)序列所有數(shù)各不相同。
概念介紹: 1、逆序。一般認(rèn)為從左向右序列的數(shù)字增大認(rèn)為是正序的,那么從左到右序列的序列數(shù)字出現(xiàn)減小就認(rèn)為是逆序的。一個(gè)“逆序”的數(shù)學(xué)定義是這樣的,如果存在正整數(shù) i, j 使得 1 ≤ i < j ≤ n 而且 A[i] > A[j],則 < A[i], A[j] > 這個(gè)有序?qū)ΨQ為 A 的一個(gè)逆序,又稱作一個(gè)逆序?qū)Α?2、逆序數(shù)。整個(gè)序列中的逆序?qū)Φ膫€(gè)數(shù)叫做序列的逆序數(shù)。 3、逆序列。逆序列是表示序列逆序?qū)傩缘囊粋€(gè)序列,其定義是這樣的,逆序列中的某一項(xiàng)aj表示原序列中的第二成分(左邊成分)為j的逆序?qū)Φ膫€(gè)數(shù)。逆序列中的j需要從小到大正序排列,這樣子組成的序列就叫作逆序列。顯然,逆序列各項(xiàng)之和也是序列的逆序數(shù)。
排序方法: 首先,根據(jù)待排序列,寫出其逆序列。 然后,根據(jù)逆序列中的每一項(xiàng)所代表的數(shù)j和逆序個(gè)數(shù)aj,將待排序列中對(duì)應(yīng)的數(shù)j向左鄰交換aj次。 那么,交換完成后,序列就排序完成。此時(shí),交換的次數(shù)就是最少的次數(shù),也是原序列的逆序數(shù)。
具體例子: 原序列: 4 8 2 7 5 6 1 3 逆序?qū)τ校?(4,2), (4,1), (4, 3), (8,2), (8,7), (8,5), (8,6), (8,1), (8,3), (2,1), (7,5), (7,6), (7,1), (7,3), (5,1), (5,3), (6,1), (6,3), 逆序數(shù)為18 逆序列為:6 2 5 0 2 2 1 0 解釋:1前面6個(gè)比它大的,2前面2個(gè)比它打的,3前面5個(gè),4前面0個(gè)… 交換過程如下:
4 8 2 7 5 6 1 3 (1向左交換6次) 4 8 2 7 5 1 6 3 4 8 2 7 1 5 6 3 4 8 2 1 7 5 6 3 4 8 1 2 7 5 6 3 4 1 8 2 7 5 6 3 1 4 8 2 7 5 6 3 (2向左交換2次) 1 4 2 8 7 5 6 3 1 2 4 8 7 5 6 3 (3向左交換5次) 1 2 4 8 7 5 3 6 1 2 4 8 7 3 5 6 1 2 4 8 3 7 5 6 1 2 4 3 8 7 5 6 1 2 3 4 8 7 5 6 (5向左交換2次) 1 2 3 4 8 5 7 6 1 2 3 4 5 8 7 6 (6向左交換2次) 1 2 3 4 5 8 6 7 1 2 3 4 5 6 8 7 (7向左交換1次) 1 2 3 4 5 6 7 8 上面的過程,其實(shí)就是冒泡排序的過程,每一輪都能將最小的數(shù)冒到最右邊。所區(qū)別的是,冒泡排序是直接兩兩比較、進(jìn)行交換,而這里是先找逆序列,然后不比較、直接交換。兩者在程序代碼上的復(fù)雜度是差不多的。這里提供的一點(diǎn)是最少的交換次數(shù)-序列的逆序數(shù)。然后就可以用歸并排序求逆序?qū)Φ膫€(gè)數(shù)了。
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