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令 A[1 .. n] 为 n 个不同
数字的数组。如果 i < j 且 A[i] > A[j],则 (i, j) 对称为 A 的反演。(有关反演的更多信息,请参见问题 2-4。)假设选择 A 的每个元素从 1 到 n 的范围内随机地、独立地、均匀地分布。使用指标随机变量计算预期的反转次数。
问题出自 Cormen 的算法导论 中的练习 5.2-5。这是我的递归解决方案:
Suppose x(i) is the number of inversions in a[1..i], and E(i) is the expected value of x(i), then E(i+1) can be computed as following:
Image we havei+1
positions to place all the numbers, if we place i+1 on the first position, then x(i+1) = i + x(i); if we place i+1 on the second position, then x(i+1) = i-1 + x(i),..., so E(i+1) = 1/(i+1)* sum(k) + E(i), where k = [0,i]. Finally we get E(i+1) = i/2 + E(i).
Because we know that E(2) = 0.5, so recursively we get: E(n) = (n-1 + n-2 + ... + 2)/2 + 0.5 = n* (n-1)/4.
虽然上面的推断似乎是对的,但我还是不太确定。所以我在这里分享。
如有不妥之处,欢迎指正。
最佳答案
所有的解决方案似乎都是正确的,但问题是我们应该使用指标随机变量。所以这是我使用相同的解决方案:
Let Eij be the event that i < j and A[i] > A[j].
Let Xij = I{Eij} = {1 if (i, j) is an inversion of A
0 if (i, j) is not an inversion of A}
Let X = Σ(i=1 to n)Σ(j=1 to n)(Xij) = No. of inversions of A.
E[X] = E[Σ(i=1 to n)Σ(j=1 to n)(Xij)]
= Σ(i=1 to n)Σ(j=1 to n)(E[Xij])
= Σ(i=1 to n)Σ(j=1 to n)(P(Eij))
= Σ(i=1 to n)Σ(j=i + 1 to n)(P(Eij)) (as we must have i < j)
= Σ(i=1 to n)Σ(j=i + 1 to n)(1/2) (we can choose the two numbers in
C(n, 2) ways and arrange them
as required. So P(Eij) = C(n, 2) / n(n-1))
= Σ(i=1 to n)((n - i)/2)
= n(n - 1)/4
关于algorithm - 倒置的预期次数--来自Cormen的算法导论,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/7804681/
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