我目前正致力于使用mergesort计算反演练习。我面临的问题是,当我有小型或中型数组时,结果非常好,但是如果我使用一个非常大的测试用例(一个100,000个整数的数组),它就不会给我正确的反转次数。我不知道为什么会发生这种情况。这是我的代码:
static int [] helper;
static long count=0;
static Integer [] arr3;
private static void mergeSortMethod(Integer[] arr3) {
int head=0;
int tail=arr3.length-1;
int mid=tail+((head-tail)/2);
sort(arr3,head,tail);
}
private static void sort(Integer[] arr3, int low, int high) {
if (high<=low){
return;
}
int mid=low+ ((high-low)/2);
sort(arr3,low,mid);
sort(arr3,mid+1,high);
merge3CountInvs(arr3,low,mid,high);
}
private static void merge3CountInvs(Integer[] arr3, int low, int mid, int high) {
int i=low;
int j=mid+1;
int k=low;
//to get size of first half of array
int nArr1Elems=(mid-low)+1;
for (int m=low;m<=high;m++){
helper[m]=arr3[m];
}
while(i < mid+1 && j < high+1){// neither array empty
if( helper[i] < helper[j] ){
arr3[k++] = helper[i++];
}
else if ( helper[j] < helper[i] ){
arr3[k++] = helper[j++];
int numOFElements=nArr1Elems-i;
count=count+(nArr1Elems-i);
}
}
while(i < mid+1){ // arrayB is empty,
arr3[k++] = helper[i++];
}
while(j < high+1){ // arrayA is empty,
arr3[k++] = helper[j++];
}
}
我的解决方案在不使用非常大的输入时给出了正确的答案,但是当我使用100,000个整数的测试用例时,我得到的是反转次数:
从我的实施:-30588581433
正确答案是:2407905288
有什么想法吗?我会很感激任何帮助。谢谢。
编辑: 正如关于整数溢出情况的答案中提到的那样,我很难理解,因为导致溢出的变量“count”被初始化为“long”,因此在这种情况下应该没有溢出。我想不出任何会在我的代码中导致整数溢出的变量。非常感谢。
更新:
没有与Integer溢出相关的问题,但感谢答案,但是Reddy的回答确实指向了正确的方向,所以再次感谢。我的算法中唯一的错误是:
int nArr1Elems=(mid-low)+1;
count=count+(nArr1Elems-i);
应该是:
count=count+(mid-i+1);
由于索引在排序后发生变化,因此我们必须从数组左侧的元素中“减去”排序,而不是最初调用子程序时。我正在编写我的更新代码以防其他人最终遇到与我类似的问题:
static int [] helper;
static long count=0;
static Integer [] arr3;
private static void mergeSortMethod(Integer[] arr3) {
int head=0;
int tail=arr3.length-1;
int mid=tail+((head-tail)/2);
sort(arr3,head,tail);
}
private static void sort(Integer[] arr3, int low, int high) {
if (high<=low){
return;
}
int mid=low+ ((high-low)/2);
sort(arr3,low,mid);
sort(arr3,mid+1,high);
merge3CountInvs(arr3,low,mid,high);
}
private static void merge3CountInvs(Integer[] arr3, int low, int mid, int high) {
int i=low;
int j=mid+1;
int k=low;
for (int m=low;m<=high;m++){
helper[m]=arr3[m];
}
while(i < mid+1 && j < high+1){// neither array empty
if( helper[i] < helper[j] ){
arr3[k++] = helper[i++];
}
else if ( helper[j] < helper[i] ){
arr3[k++] = helper[j++];
//to increment count with total number of elements left in arrayA after sorting
count=count+(mid-i+1);
}
}
while(i < mid+1){ // arrayB is empty,
arr3[k++] = helper[i++];
}
while(j < high+1){ // arrayA is empty,
arr3[k++] = helper[j++];
}
}
答案 0 :(得分:2)
您尝试存储的数字大于Integer.MAX_VALUE
- 尝试使用long
代替
答案 1 :(得分:2)
您使用的数字不适合32位整数,因此您有溢出。对于小于2 ^ 63或java.math.BigInteger的结果,请使用long
表示适合您记忆的所有可能整数。
答案 2 :(得分:1)
我的代码对您的数据工作正常,我的结果非常正确。 请与它进行比较,并检查算法中的错误
public static void main(String[] args){
int[] dataInv = new int[100000];
Random rand = new Random();
for (int i = 0; i < dataInv.length; i++) {
dataInv[i] = rand.nextInt();
}
System.out.println("Inversions: " + numberOfInversions(dataInv));
}
private static long numberOfInversions(int[] data) {
int[] temp = new int[data.length];
return mergeSort(data, temp, 0, data.length - 1);
}
private static long mergeSort(int[] data, int[] temp, int low, int high) {
long inversions = 0L;
if (high > low) {
int mid = (high + low) / 2;
inversions = mergeSort(data, temp, low, mid);
inversions += mergeSort(data, temp, mid + 1, high);
inversions += merge(data, temp, low, mid + 1, high);
}
return inversions;
}
private static long merge(int[] data, int[] temp, int low, int mid, int high) {
int i, j, k = 0;
long invertions = 0L;
i = low;
j = mid;
k = low;
while (i <= (mid - 1) && j <= high) {
if (data[i] <= data[j]) {
temp[k++] = data[i++];
} else {
temp[k++] = data[j++];
invertions += (mid - i);
}
}
while (i <= (mid - 1)) {
temp[k++] = data[i++];
}
while (j <= high) {
temp[k++] = data[j++];
}
for (i = low; i <= high; i++) {
data[i] = temp[i];
}
return invertions;
}
答案 3 :(得分:0)
想想这个:假设你在子数组中调用sort(),其中low = 99990,high = 99999。然后mid = 99994。在merge3CountInvs()中,nArr1Elems是什么? “i”会采用什么样的价值观?将在声明
中添加什么来计算 count=count+(nArr1Elems-i);