การนับคู่ผกผัน

แอปพลิเคชั่นการแบ่งและพิชิตแบบคลาสสิกคือการแก้ปัญหาต่อไปนี้:

รับอาร์เรย์ของที่แตกต่างกัน, องค์ประกอบเทียบเคียงนับจำนวนของคู่ผกผันในอาร์เรย์: คู่เช่นว่าและเจ$a[1\dots n]$$(i,j)$$a[i] \gt a[j]$$i \lt j$

วิธีการหนึ่งในการทำเช่นนี้คือผสาน Merge Sort แต่ยังนับจำนวนคู่ผกผันในปัญหาย่อยด้วย ในระหว่างขั้นตอนการผสานเราจะนับจำนวนคู่ผกผันที่ครอบคลุมปัญหาย่อย (สอง) และเพิ่มเข้าไปในการนับของปัญหาย่อย

ขณะนี้เป็นสิ่งที่ดีและให้อัลกอริทึมเวลาสิ่งนี้ทำให้เกิดความสับสน$O(n\log n)$

หากเรามีข้อ จำกัด เพิ่มเติมที่อาเรย์เป็นแบบอ่านอย่างเดียวเราสามารถทำสำเนาและจัดการกับการคัดลอกหรือใช้โครงสร้างข้อมูลเพิ่มเติมเช่นสถิติการสั่งซื้อแบบต้นไม้ไบนารีที่สมดุลเพื่อทำการนับซึ่งทั้งสองอย่างใช้พื้นที่$\Theta(n)$

คำถามปัจจุบันคือพยายามพื้นที่ให้ดีขึ้นโดยไม่กระทบต่อเวลาใช้งาน กล่าวคือ

มีอัลกอริธึมเวลาเพื่อนับจำนวนคู่ผกผันซึ่งทำงานบนอาเรย์แบบอ่านอย่างเดียวและใช้พื้นที่ย่อยเชิงเส้น (เช่น ) หรือไม่$O(n\log n)$$o(n)$

สมมติรูปแบบ RAM ค่าใช้จ่ายสม่ำเสมอและองค์ประกอบที่ใช้เวลาพื้นที่และการเปรียบเทียบระหว่างพวกเขาคือ(1)$O(1)$$O(1)$

การอ้างอิงจะทำ แต่คำอธิบายจะดีกว่า :-)

ฉันพยายามค้นหาเว็บ แต่ไม่พบคำตอบที่เป็นบวก / ลบสำหรับสิ่งนี้ ฉันคิดว่านี่เป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็น

นี่คือคำตอบของราฟาเอล:

$o(n\log n)$$\Omega(n)$$O(n)$$\Omega(n)$