力扣加加 - 努力做西湖区最好的算法题解
  • introduction
  • 第一章 - 算法专题
    • 数据结构
    • 链表专题
    • 树专题
    • 堆专题(上)
    • 堆专题(下)
    • 二分专题(上)
    • 二分专题(下)
    • 动态规划(重置版)
    • 大话搜索
    • 二叉树的遍历
    • 哈夫曼编码和游程编码
    • 布隆过滤器
    • 前缀树
    • 回溯
    • 滑动窗口(思路 + 模板)
    • 位运算
    • 小岛问题
    • 最大公约数
    • 并查集
    • 平衡二叉树专题
    • 蓄水池抽样
    • 单调栈
  • 第二章 - 91 天学算法
    • 91 天学算法第三期视频会议总结
    • 第一期讲义-二分法
    • 第一期讲义-双指针
    • 第三期正在火热进行中
  • 第三章 - 精选题解
    • 字典序列删除
    • 西法的刷题秘籍】一次搞定前缀和
    • 字节跳动的算法面试题是什么难度?
    • 字节跳动的算法面试题是什么难度?(第二弹)
    • 《我是你的妈妈呀》 * 第一期
    • 一文带你看懂二叉树的序列化
    • 穿上衣服我就不认识你了?来聊聊最长上升子序列
    • 你的衣服我扒了 * 《最长公共子序列》
    • 一文看懂《最大子序列和问题》
  • 第四章 - 高频考题(简单)
    • 面试题 17.12. BiNode
    • 0001. 两数之和
    • 0020. 有效的括号
    • 0021. 合并两个有序链表
    • 0026. 删除排序数组中的重复项
    • 0053. 最大子序和
    • 0160. 相交链表
    • 0066. 加一
    • 0088. 合并两个有序数组
    • 0101. 对称二叉树
    • 0104. 二叉树的最大深度
    • 0108. 将有序数组转换为二叉搜索树
    • 0121. 买卖股票的最佳时机
    • 0122. 买卖股票的最佳时机 II
    • 0125. 验证回文串
    • 0136. 只出现一次的数字
    • 0155. 最小栈
    • 0167. 两数之和 II 输入有序数组
    • 0169. 多数元素
    • 0172. 阶乘后的零
    • 0190. 颠倒二进制位
    • 0191. 位 1 的个数
    • 0198. 打家劫舍
    • 0203. 移除链表元素
    • 0206. 反转链表
    • 0219. 存在重复元素 II
    • 0226. 翻转二叉树
    • 0232. 用栈实现队列
    • 0263. 丑数
    • 0283. 移动零
    • 0342. 4 的幂
    • 0349. 两个数组的交集
    • 0371. 两整数之和
    • 401. 二进制手表
    • 0437. 路径总和 III
    • 0455. 分发饼干
    • 0504. 七进制数
    • 0575. 分糖果
    • 0665. 非递减数列
    • 0661. 图片平滑器
    • 821. 字符的最短距离
    • 0874. 模拟行走机器人
    • 1128. 等价多米诺骨牌对的数量
    • 1260. 二维网格迁移
    • 1332. 删除回文子序列
    • 2591. 将钱分给最多的儿童
  • 第五章 - 高频考题(中等)
    • 面试题 17.09. 第 k 个数
    • 面试题 17.23. 最大黑方阵
    • 面试题 16.16. 部分排序
    • Increasing Digits
    • Longest Contiguously Strictly Increasing Sublist After Deletion
    • Consecutive Wins
    • Number of Substrings with Single Character Difference
    • Bus Fare
    • Minimum Dropping Path Sum
    • Every Sublist Min Sum
    • Maximize the Number of Equivalent Pairs After Swaps
    • 0002. 两数相加
    • 0003. 无重复字符的最长子串
    • 0005. 最长回文子串
    • 0011. 盛最多水的容器
    • 0015. 三数之和
    • 0017. 电话号码的字母组合
    • 0019. 删除链表的倒数第 N 个节点
    • 0022. 括号生成
    • 0024. 两两交换链表中的节点
    • 0029. 两数相除
    • 0031. 下一个排列
    • 0033. 搜索旋转排序数组
    • 0039. 组合总和
    • 0040. 组合总和 II
    • 0046. 全排列
    • 0047. 全排列 II
    • 0048. 旋转图像
    • 0049. 字母异位词分组
    • 0050. Pow(x, n)
    • 0055. 跳跃游戏
    • 0056. 合并区间
    • 0060. 第 k 个排列
    • 0061. 旋转链表
    • 0062. 不同路径
    • 0073. 矩阵置零
    • 0075. 颜色分类
    • 0078. 子集
    • 0079. 单词搜索
    • 0080. 删除排序数组中的重复项 II
    • 0086. 分隔链表
    • 0090. 子集 II
    • 0091. 解码方法
    • 0092. 反转链表 II
    • 0094. 二叉树的中序遍历
    • 0095. 不同的二叉搜索树 II
    • 0096. 不同的二叉搜索树
    • 0098. 验证二叉搜索树
    • 0102. 二叉树的层序遍历
    • 0103. 二叉树的锯齿形层次遍历
    • 0113. 路径总和 II
    • 0129. 求根到叶子节点数字之和
    • 0130. 被围绕的区域
    • 0131. 分割回文串
    • 0139. 单词拆分
    • 0144. 二叉树的前序遍历
    • 0147. 对链表进行插入排序
    • 0150. 逆波兰表达式求值
    • 0152. 乘积最大子数组
    • 0153. 寻找旋转排序数组中的最小值
    • 0199. 二叉树的右视图
    • 0200. 岛屿数量
    • 0201. 数字范围按位与
    • 0208. 实现 Trie (前缀树)
    • 0209. 长度最小的子数组
    • 0211. 添加与搜索单词 - 数据结构设计
    • 0215. 数组中的第 K 个最大元素
    • 0220. 存在重复元素 III
    • 0221. 最大正方形
    • 0227. 基本计算器 II
    • 0229. 求众数 II
    • 0230. 二叉搜索树中第 K 小的元素
    • 0236. 二叉树的最近公共祖先
    • 0238. 除自身以外数组的乘积
    • 0240. 搜索二维矩阵 II
    • 0279. 完全平方数
    • 0309. 最佳买卖股票时机含冷冻期
    • 0322. 零钱兑换
    • 0324. 摆动排序 II
    • 0328. 奇偶链表
    • 0331. 验证二叉树的前序序列化
    • 0334. 递增的三元子序列
    • 0337. 打家劫舍 III
    • 0343. 整数拆分
    • 0365. 水壶问题
    • 0378. 有序矩阵中第 K 小的元素
    • 0380. 常数时间插入、删除和获取随机元素
    • 0394. 字符串解码
    • 0416. 分割等和子集
    • 0424. 替换后的最长重复字符
    • 0438. 找到字符串中所有字母异位词
    • 0445. 两数相加 II
    • 0454. 四数相加 II
    • 0456. 132 模式
    • 0457.457. 环形数组是否存在循环
    • 0464. 我能赢么
    • 0470. 用 Rand7() 实现 Rand10
    • 0473. 火柴拼正方形
    • 0494. 目标和
    • 0516. 最长回文子序列
    • 0513. 找树左下角的值
    • 0518. 零钱兑换 II
    • 0525. 连续数组
    • 0547. 朋友圈
    • 0560. 和为 K 的子数组
    • 0609. 在系统中查找重复文件
    • 0611. 有效三角形的个数
    • 0673. 最长递增子序列的个数
    • 0686. 重复叠加字符串匹配
    • 0710. 黑名单中的随机数
    • 0714. 买卖股票的最佳时机含手续费
    • 0718. 最长重复子数组
    • 0735. 行星碰撞
    • 0754. 到达终点数字
    • 0785. 判断二分图
    • 0790. 多米诺和托米诺平铺
    • 0799. 香槟塔
    • 0801. 使序列递增的最小交换次数
    • 0816. 模糊坐标
    • 0820. 单词的压缩编码
    • 0838. 推多米诺
    • 0873. 最长的斐波那契子序列的长度
    • 0875. 爱吃香蕉的珂珂
    • 0877. 石子游戏
    • 0886. 可能的二分法
    • 0898. 子数组按位或操作
    • 0900. RLE 迭代器
    • 0911. 在线选举
    • 0912. 排序数组
    • 0932. 漂亮数组
    • 0935. 骑士拨号器
    • 0947. 移除最多的同行或同列石头
    • 0959. 由斜杠划分区域
    • 0978. 最长湍流子数组
    • 0987. 二叉树的垂序遍历
    • 1004. 最大连续 1 的个数 III
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    • 1014. 最佳观光组合
    • 1015. 可被 K 整除的最小整数
    • 1019. 链表中的下一个更大节点
    • 1020. 飞地的数量
    • 1023. 驼峰式匹配
    • 1031. 两个非重叠子数组的最大和
    • 1043. 分隔数组以得到最大和
    • 1053. 交换一次的先前排列)
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    • 1906. 查询差绝对值的最小值
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    • 3404. 统计特殊子序列的数目
    • 3428. 至多 K 个子序列的最大和最小和
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    • 3336. 最大公约数相等的子序列数量
    • 3410. 删除所有值为某个元素后的最大子数组和
  • 后序
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  • 题目地址(762.Number Stream to Intervals)
  • 题目描述
  • 前置知识
  • 暴力法(超时)
  • 思路
  • 代码
  • 二分法
  • 思路
  • 代码
  • 分治法
  • 思路
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  1. 第六章 - 高频考题(困难)

Triple-Inversion

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题目地址(762.Number Stream to Intervals)

题目描述

Given a list of integers nums, return the number of pairs i < j such that nums[i] > nums[j] * 3.

Constraints

n ≤ 100,000 where n is the length of nums
Example 1
Input
nums = [7, 1, 2]
Output
2
Explanation
We have the pairs (7, 1) and (7, 2)

前置知识

  • 二分法

暴力法(超时)

思路

暴力的解法可以枚举所有可能的 j,然后往前找 i 使得满足 $nums[i] > nums[j] * 3$,我们要做的就是将满足这种条件的 i 数出来有几个即可。这种算法时间复杂度为 $O(n^2)$。

代码

代码支持:Python3

Python3 Code:

class Solution:
    def solve(self, A):
        ans = 0
        for i in range(len(A)):
            for j in range(i+1,len(A)):
                if A[i] > A[j] * 3: ans += 1
        return ans

复杂度分析

令 n 为数组长度。

  • 时间复杂度:$O(n^2)$

  • 空间复杂度:$O(1)$

二分法

思路

这道题我们也可以反向思考。即思考:对于 nums 中的每一项 num,我们找前面出现过的大于 num * 3 的数。

我们可以自己构造有序序列 d,然后在 d 上做二分。如何构建 d 呢?很简单,就是将 nums 中已经遍历过的数字全部放到 d 中即可。

代码表示就是:

d = []
for a in A:
    bisect.insort(d, a)

bisect.insort 指的是使用二分找到插入点,并将数插入到数组中,使得插入后数组仍然有序。虽然使用了二分,使得找到插入点的时间复杂度为 $O(logn)$,但是由于数组的特性,插入导致的数组项后移的时间复杂度为 $O(n)$,因此总的时间复杂度为 $O(n^2)$。

Python3 Code:

class Solution:
    def solve(self, A):
        d = []
        ans = 0

        for a in A:
            i = bisect.bisect_right(d, a * 3)
            ans += len(d) - i
            bisect.insort(d, a)

由于上面的算法瓶颈在于数组的插入后移带来的时间。因此我们可以使用平衡二叉树来减少这部分时间,使用平衡二叉树可以使得插入时间稳定在 $O(logn)$,Python 可使用 SortedList 来实现, Java 可用 TreeMap 代替。

代码

代码支持:Python3

Python3 Code:

from sortedcontainers import SortedList
class Solution:
    def solve(self, A):
        d = SortedList()
        ans = 0

        for a in A:
            i = d.bisect_right(a * 3)
            ans += len(d) - i
            d.add(a)
        return ans

复杂度分析

令 n 为数组长度。

  • 时间复杂度:$O(nlogn)$

  • 空间复杂度:$O(n)$

分治法

思路

我们接下来介绍更广泛使用的,效率更高的解法 分治。 我们进行一次归并排序,并在归并过程中计算逆序数,换句话说 逆序对是归并排序的副产物。

如果不熟悉归并排序,可以先查下相关资料。 如果你直接想看归并排序代码,那么将的代码统计 cnt 部分删除就好了。

归并排序实际上会把数组分成两个有序部分,我们不妨称其为左和右,归并排序的过程中会将左右两部分合并成一个有序的部分,对于每一个左右部分,我们分别计算其逆序数,然后全部加起来就是我们要求的逆序数。 那么分别如何求解左右部分的逆序数呢?

def mergeTwo(nums1, nums2):
    res = []
    i = j = 0
    while i < len(nums1) and j < len(nums2):
        if nums1[i] < nums[j]:
            res.append(nums[i])
            i += 1
        else:
            res.append(nums[j])
            j += 1
    while i < len(nums1) :
        res.append(num[i])
        i += 1
    while j < len(nums1) :
        res.append(num[j])
        j += 1
    return res

而我们要做的就是在上面的合并过程中统计逆序数。

为了方便描述,我将题目中的:i < j such that nums[i] > nums[j] * 3,改成 i < j such that nums[i] > nums[j]。也就是将 3 倍变成一倍。 如果你理解了这个过程,只需要比较的时候乘以 3 就行,其他逻辑不变。

️ 比如对于左:[1,2,3,4]右:[2,5]。由于我的算法是按照 [start, mid], [mid, end] 区间分割的,因此这里的 mid 为 3(具体可参考下方代码区)。 其中 i,j 指针如粗体部分(左数组的 3 和右数组的 2)。 那么 逆序数就是 mid - i + 1 也就是 3 - 2 + 1 = 2 即(3,2)和 (4,2)。 其原因在于如果 3 大于 2,那么 3 后面不用看了,肯定都大于 2。 ️ 之后会变成:[1,2,3,4] 右:[2,5] (左数组的 3 和 右数组的 5),继续按照上面的方法计算直到无法进行即可。

class Solution:
    def solve(self, nums: List[int]) -> int:
        self.cnt = 0
        def merge(nums, start, mid, end):
            i, j, temp = start, mid + 1, []
            while i <= mid and j <= end:
                if nums[i] <= nums[j]:
                    temp.append(nums[i])
                    i += 1
                else:
                    self.cnt += mid - i + 1
                    temp.append(nums[j])
                    j += 1
            while i <= mid:
                temp.append(nums[i])
                i += 1
            while j <= end:
                temp.append(nums[j])
                j += 1

            for i in range(len(temp)):
                nums[start + i] = temp[i]


        def mergeSort(nums, start, end):
            if start >= end: return
            mid = (start + end) >> 1
            mergeSort(nums, start, mid)
            mergeSort(nums, mid + 1, end)
            merge(nums, start, mid,  end)
        mergeSort(nums, 0, len(nums) - 1)
        return self.cnt

注意上述算法在 mergeSort 中我们每次都开辟一个新的 temp,这样空间复杂度大概相当于 NlogN,实际上我们完全每必要每次 mergeSort 都开辟一个新的,而是大家也都用一个。具体见下方代码区。

代码

代码支持:Python3

Python3 Code:

class Solution:
    def solve(self, nums) -> int:
        self.cnt = 0
        def merge(nums, start, mid, end, temp):
            i, j = start, mid + 1
            while i <= mid and j <= end:
                if nums[i] <=  nums[j]:
                    temp.append(nums[i])
                    i += 1
                else:
                    temp.append(nums[j])
                    j += 1
            # 防住
            # 这里代码开始
            ti, tj = start, mid + 1
            while ti <= mid and tj <= end:
                if nums[ti] <=  3 * nums[tj]:
                    ti += 1
                else:
                    self.cnt += mid - ti + 1
                    tj += 1
            # 这里代码结束
            while i <= mid:
                temp.append(nums[i])
                i += 1
            while j <= end:
                temp.append(nums[j])
                j += 1
            for i in range(len(temp)):
                nums[start + i] = temp[i]
            temp.clear()


        def mergeSort(nums, start, end, temp):
            if start >= end: return
            mid = (start + end) >> 1
            mergeSort(nums, start, mid, temp)
            mergeSort(nums, mid + 1, end, temp)
            merge(nums, start, mid,  end, temp)
        mergeSort(nums, 0, len(nums) - 1, [])
        return self.cnt

复杂度分析

令 n 为数组长度。

  • 时间复杂度:$O(nlogn)$

  • 空间复杂度:$O(n)$

本题和力扣 和 一样,都是求逆序对的换皮题。

首先我们知道归并排序的核心在于合并,而合并两个有序数组是一个。 我这里给贴一下大概算法:

力扣的小伙伴可以,这样就会第一时间收到我的动态啦~

以上就是本文的全部内容了。大家对此有何看法,欢迎给我留言,我有时间都会一一查看回答。更多算法套路可以访问我的 LeetCode 题解仓库: 。 目前已经 40K star 啦。大家也可以关注我的公众号《力扣加加》带你啃下算法这块硬骨头。

https://binarysearch.com/problems/Triple-Inversion
493. 翻转对
剑指 Offer 51. 数组中的逆序对
简单题目
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https://github.com/azl397985856/leetcode