Computer >> บทช่วยสอนคอมพิวเตอร์ >  >> การเขียนโปรแกรม >> Python

นับ Inversions ในอาร์เรย์ Python

โจทย์: นับ Inversions ในอาร์เรย์ (คู่ i arr[j]) บ่งบอกว่าใกล้เคียงกับ Sorted แค่ไหน

ตัวอย่าง

arr = [1, 5, 3, 8, 7]
Inversions: (5,3), (8,7) → 2 pairs

วิธีที่ 1: Naive O(n²)

def count_inversions(arr):
    n = len(arr)
    inv_count = 0
    for i in range(n):
        for j in range(i + 1, n):
            if arr[i] > arr[j]:
                inv_count += 1
    return inv_count

print(count_inversions([1, 5, 3, 8, 7]))  # 2

วิธีที่ 2: Merge Sort Based O(n log n)

def merge_sort_count(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr, 0
    
    mid = len(arr) // 2
    left, left_inv = merge_sort_count(arr[:mid])
    right, right_inv = merge_sort_count(arr[mid:])
    
    merged = []
    i = j = 0
    split_inv = 0
    
    while i < len(left) and j < len(right):
        if left[i] <= right[j]:
            merged.append(left[i])
            i += 1
        else:
            merged.append(right[j])
            j += 1
            split_inv += len(left) - i  # ทุกตัวใน left[i:] > right[j]
    
    merged.extend(left[i:])
    merged.extend(right[j:])
    
    return merged, left_inv + right_inv + split_inv

def count_inversions_fast(arr):
    _, count = merge_sort_count(arr)
    return count

print(count_inversions_fast([1, 5, 3, 8, 7]))  # 2

ผลลัพธ์

Total number of inversions are: 2

ประยุกต์ใช้

  • วัดความ " gần Sorted"
  • Ranking Correlation (Kendall Tau)
  • Collaborative Filtering

ความซับซ้อน: Naive O(n²), Merge Sort O(n log n)