• LeetCode 629. K Inverse Pairs Array


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    暴力解

    定义dp[i][j]表示:1.....i范围内,形成j个逆序对有多少种方式,那么i和j的范围分别是:

    i: [1...n]

    j: [0...k]

    其中我们把dp[0][...]位置弃而不用,因为没有意义,我们需要填好dp这个二维数组,并且返回dp[n][k]的值

    dp[n][k]: 1...n范围内,生成k个逆序对有多少种方式,正好是题意要求。

    由此可知,第0列的值是1,因为第0列表示1...i范围内,形成0个逆序对的数组有多少,只有一个(就是按顺序排列的那个)

            int[][] dp = new int[n + 1][k + 1];
            for (int i = 1; i <= n; i++) {
                // 1....i范围内,形成0个逆序对的数组只有一个(按顺序排列那个)
                dp[i][0] = 1;
            }
    

    对于普遍位置,按照i依次从i位置放到1位置,一共可以生成多少逆序对来做

    比如:

    通过7放在哪个位置来确定,此时要分两种情况

    情况1:dp[7][3]

    7放倒数第一,dp[7][3] = dp[6][3] // 7放倒数第一,所以1..7产生的逆序对和1...6产生的逆序对一样,以下同理

    7放倒数第二,dp[7][3] = dp[6][2]

    7放倒数第三,dp[7][3] = dp[6][1]

    7放倒数第四,dp[7][3] = dp[6][0]

    情况2:dp[7][7]

    7放倒数第一,dp[7][7] = dp[6][7]

    7放倒数第二,dp[7][7] = dp[6][6]

    7放倒数第三,dp[7][7] = dp[6][5]

    7放倒数第四,dp[7][7] = dp[6][4]

    7放倒数第五,dp[7][7] = dp[6][3]

    7放倒数第六,dp[7][7] = dp[6][2]

    7放倒数第七,dp[7][7] = dp[6][1]

    所以:

    // dp[i][j] 普遍位置
    // 按照i依次从i位置放到1位置,一共可以生成多少逆序对来做
    for (int i = 2; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= k; j++) {
            // 通过7放在哪个位置来确定
            // 情况1:dp[7][3]
            // 7放倒数第一,dp[7][3] = dp[6][3]
            // 7放倒数第二,dp[7][3] = dp[6][2]
            // 7放倒数第三,dp[7][3] = dp[6][1]
            // 7放倒数第四,dp[7][3] = dp[6][0]
            // 情况2:dp[7][7]
            // 7放倒数第一,dp[7][7] = dp[6][7]
            // 7放倒数第二,dp[7][7] = dp[6][6]
            // 7放倒数第三,dp[7][7] = dp[6][5]
            // 7放倒数第四,dp[7][7] = dp[6][4]
            // 7放倒数第五,dp[7][7] = dp[6][3]
            // 7放倒数第六,dp[7][7] = dp[6][2]
            // 7放倒数第七,dp[7][7] = dp[6][1]
            for (int l = j; l >= Math.max(0, j - i + 1); l--) {
                dp[i][j] += dp[i - 1][l];
                dp[i][j] %= MOD;
            }
        }
    }
    

    完整代码如下,但是这个方法会超时,

    public static int kInversePairs(int n, int k) {
        // dp[i][j] : 1 ...i 范围内,形成j个逆序对有多少种方式
        // dp[0][...] 弃而不用,因为没有意义
        int[][] dp = new int[n + 1][k + 1];
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            // 1....i范围内,形成0个逆序对的数组只有一个(按顺序排列那个)
            dp[i][0] = 1;
        }
        // dp[i][j] 普遍位置
        // 按照i依次从i位置放到1位置,一共可以生成多少逆序对来做
        for (int i = 2; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j <= k; j++) {
                // 通过7放在哪个位置来确定
                // 情况1:dp[7][3]
                // 7放倒数第一,dp[7][3] = dp[6][3]
                // 7放倒数第二,dp[7][3] = dp[6][2]
                // 7放倒数第三,dp[7][3] = dp[6][1]
                // 7放倒数第四,dp[7][3] = dp[6][0]
                // 情况2:dp[7][7]
                // 7放倒数第一,dp[7][7] = dp[6][7]
                // 7放倒数第二,dp[7][7] = dp[6][6]
                // 7放倒数第三,dp[7][7] = dp[6][5]
                // 7放倒数第四,dp[7][7] = dp[6][4]
                // 7放倒数第五,dp[7][7] = dp[6][3]
                // 7放倒数第六,dp[7][7] = dp[6][2]
                // 7放倒数第七,dp[7][7] = dp[6][1]
                for (int l = j; l >= Math.max(0, j - i + 1); l--) {
                    dp[i][j] += dp[i - 1][l];
                    dp[i][j] %= MOD;
                }
            }
        }
        return dp[n][k];
    }
    

    优化

    优化部分在于如下这个循环

    for (int l = j; l >= Math.max(0, j - i + 1); l--) {
        dp[i][j] += dp[i - 1][l];
        dp[i][j] %= MOD;
    }
    

    我们还是以例子说明:

    情况1:

    dp[7][3]

    7放倒数第一,dp[7][3] = dp[6][3]

    7放倒数第二,dp[7][3] = dp[6][2]

    7放倒数第三,dp[7][3] = dp[6][1]

    7放倒数第四,dp[7][3] = dp[6][0]

    dp[7][4]

    7放倒数第一,dp[7][4] = dp[6][4]

    7放倒数第二,dp[7][4] = dp[6][3]

    7放倒数第三,dp[7][4] = dp[6][2]

    7放倒数第四,dp[7][4] = dp[6][1]

    7放倒数第五,dp[7][4] = dp[6][0]

    所以 情况1:

    dp[i][j] = dp[i][j-1] + dp[i-1][j]
    

    对于情况2(j>=i 下发生):

    dp[7][9]

    7放倒数第一,dp[7][9] = dp[6][9]

    7放倒数第二,dp[7][9] = dp[6][8]

    7放倒数第三,dp[7][9] = dp[6][7]

    7放倒数第四,dp[7][9] = dp[6][6]

    7放倒数第五,dp[7][9] = dp[6][5]

    7放倒数第六,dp[7][9] = dp[6][4]

    7放倒数第七,dp[7][9] = dp[6][3]

    dp[7][8]

    7放倒数第一,dp[7][8] = dp[6][8]

    7放倒数第二,dp[7][8] = dp[6][7]

    7放倒数第三,dp[7][8] = dp[6][6]

    7放倒数第四,dp[7][8] = dp[6][5]

    7放倒数第五,dp[7][8] = dp[6][4]

    7放倒数第六,dp[7][8] = dp[6][3]

    7放倒数第七,dp[7][8] = dp[6][2]

    dp[i][j] =dp[i][j] - dp[i - 1][j - i]
    

    优化版本的代码如下:

    // 优化版本
    public static int kInversePairs(int n, int k) {
        // dp[i][j] : 1 ...i 范围内,形成j个逆序对有多少种方式
        // dp[0][...] 弃而不用,因为没有意义
        int[][] dp = new int[n + 1][k + 1];
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            // 1....i范围内,形成0个逆序对的数组只有一个(按顺序排列那个)
            dp[i][0] = 1;
        }
        // dp[i][j] 普遍位置
        // 按照i依次从i位置放到1位置,一共可以生成多少逆序对来做
        for (int i = 2; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j <= k; j++) {
                // 优化
                // 情况1:
                // dp[7][3]
                // 7放倒数第一,dp[7][3] = dp[6][3]
                // 7放倒数第二,dp[7][3] = dp[6][2]
                // 7放倒数第三,dp[7][3] = dp[6][1]
                // 7放倒数第四,dp[7][3] = dp[6][0]
                // dp[7][4]
                // 7放倒数第一,dp[7][4] = dp[6][4]
                // 7放倒数第二,dp[7][4] = dp[6][3]
                // 7放倒数第三,dp[7][4] = dp[6][2]
                // 7放倒数第四,dp[7][4] = dp[6][1]
                // 7放倒数第五,dp[7][4] = dp[6][0]
                // 所以 情况1: dp[i][j] = dp[i][j-1] + dp[i-1][j]
                // 情况2:dp[7][9]
                // 7放倒数第一,dp[7][9] = dp[6][9]
                // 7放倒数第二,dp[7][9] = dp[6][8]
                // 7放倒数第三,dp[7][9] = dp[6][7]
                // 7放倒数第四,dp[7][9] = dp[6][6]
                // 7放倒数第五,dp[7][9] = dp[6][5]
                // 7放倒数第六,dp[7][9] = dp[6][4]
                // 7放倒数第七,dp[7][9] = dp[6][3]
                // dp[7][8]
                // 7放倒数第一,dp[7][8] = dp[6][8]
                // 7放倒数第二,dp[7][8] = dp[6][7]
                // 7放倒数第三,dp[7][8] = dp[6][6]
                // 7放倒数第四,dp[7][8] = dp[6][5]
                // 7放倒数第五,dp[7][8] = dp[6][4]
                // 7放倒数第六,dp[7][8] = dp[6][3]
                // 7放倒数第七,dp[7][8] = dp[6][2]
                // 情况2 : j>=i 下发生
                dp[i][j] = (dp[i - 1][j] + dp[i][j - 1]) % MOD;
                if (j >= i) {
                    dp[i][j] = (dp[i][j] - dp[i - 1][j - i] + MOD) % MOD;
                }
            }
        }
        return dp[n][k];
    }
    

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