2013S_2:火柴排队

洛谷:P1966
OJ: P5973

这个问题可以通过排序+贪心策略+求逆序对来解决。
我们要使两列火柴之间的距离 ∑ni=1(ai−bi)² 最小,而距离的平方和取决于对应元素之间的差值。
贪心思想是两列按照相同的大小位置放置就可以。
问题就可以转化为A序和B序具有不一致性,也就是逆序对。本题就是求A序和B序的逆序个数。

步骤:1 分别对A序列和B序列排序
步骤:2 将A序列做为C数组的下标,B序列做为C数组的数值。
例如A[0].y=9, 代表最小的数原来在第9的位置,A[i].y代表A序列排序后每个数原来的位置,B[i].y代表B序列排序后每个数原来的位置.
C[A[i].y]=B[i].y ,将两个序列进行联系。形成逆序对。
步聚:3 对C数组求逆序对。

代码实现:

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 * 代码作者: Alex Li
 * 创建时间: 2024-12-07 17:52:41
 * 最后修改: 2025-01-06 15:13:42
 * 文件描述: 2013年提高组第二题  火柴排队
****************************************************************/

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

const int MOD = 99999997;
int n, ans = 0;
vector<int> C, temp; // 记录火柴的序号映射
struct Match {
    int height, index;
};
vector<Match> A,B;
// 比较函数,按火柴的高度升序排列
bool cmp(Match a, Match b) {
    return a.height < b.height;
}

// 归并排序计算逆序数
void mergeSort(int left, int right) {
    if (left == right) return;
    int mid = (left + right) / 2;
    
    // 递归对左右区间进行归并排序
    mergeSort(left, mid);
    mergeSort(mid + 1, right);
    
    int i = left, j = mid + 1, k = left;
    
    // 临时数组temp用于存储排序结果
    while (i <= mid && j <= right) {
        if (C[i] <= C[j]) {
            temp[k++] = C[i++];
        } else {
            temp[k++] = C[j++];
            ans = (ans + (mid - i + 1)) % MOD; // 计算逆序对的数量
        }
    }
    
    // 将剩余元素归并
    while (i <= mid) temp[k++] = C[i++];
    while (j <= right) temp[k++] = C[j++];
    
    // 将结果拷贝回原数组
    for (int k = left; k <= right; k++) {
        C[k] = temp[k];
    }
}

int main() {
    // ios::sync_with_stdio(false);
    // cin.tie(nullptr);
    cin>>n;
    C.resize(n+1);
    temp.resize(n+1);
    A.resize(n+1);
    B.resize(n+1);
    // 读取第一列火柴高度
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        cin>>A[i].height;
        A[i].index = i; // 记录原始位置
    }
    
    // 读取第二列火柴高度
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        cin>>B[i].height;
        B[i].index = i; // 记录原始位置
    }
    
    // 按高度对两列火柴排序
    sort(A.begin(), A.end(), cmp);
    sort(B.begin(), B.end(), cmp);
    
    // 根据排序后的第二列火柴,建立第一列火柴的映射
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        C[B[i].index] = A[i].index; // 将 A 映射到 B 的顺序
    }
    
    // 调用归并排序,计算逆序数
    mergeSort(1, n);
    
    // 输出结果:最少交换次数对 MOD 取模
    cout<<ans;
    
    return 0;
}
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