#L2869. Out of Sorts

Out of Sorts

题目描述 题目译自 USACO 2018 US Open Contest, Platinum Problem 1. Out of Sorts

奶牛 Bessie 正在为它将来在农场外的职业规划作打算。它正在大型同性交友网站 LibreOJ 上学习算法。它最喜欢的两个算法是「冒泡排序」和「快速排序」,但 Bessie 一不小心就把它们弄混淆了,实现了一种混合算法。

如果数组 A 中前 i 个数的最大值不大于第 i+1 个数之后的数的最小值,则把 i … i+1 之间的位置称为「分隔点」。Bessie 记得快速排序的步骤之一是重排数组使得它有一个「分隔点」,然后将分隔点两边的数组递归排序。但它发现它也能在线性时间内找出所有的「分隔点」,导致它忘记快速排序如何重排数组来创造出一个「分隔点」。它决定用冒泡排序来解决这个问题。这可能是排序算法历史上发生过最严重的错误。

以下是 Bessie 最初用来排序数组 A 的大致过程。它先写了一个简单的函数来实现冒泡排序:

bubble_sort_pass (A) { for i = 0 to length(A)-2 if A[i] > A[i+1], swap A[i] and A[i+1] }

它实现的递归算法是:

quickish_sort (A) { if length(A) = 1, return do { // 主循环 work_counter = work_counter + length(A) bubble_sort_pass(A) } while (no partition points exist in A) divide A at all partition points; recursively quickish_sort each piece }

Bessie 很好奇它的代码能跑多快。为了简化问题,它发现它的主循环只需要线性时间,所以它在主循环内加了一个全局变量 work_counter 来统计算法的总工作量。

给定数组 A,请预测进行 quickish_sort 后 work_counter 的值。

输入格式 第一行一个整数 N。

接下来 N 行每行一个整数,表示 A[0] … A[N-1],不保证输入的数互不相同。

输出格式 输出最终 work_counter 的值。

样例 输入

7
20
2
3
4
9
8
7

输出

12

开始时的数组是 20 2 3 4 9 8 7. 经过一轮冒泡排序(使 work_counter 加 7)后,数组变为 2 | 3 | 4 | 9 8 7 | 20,其中 | 表示一个分隔点。接下来的问题便是递归排序 2、3、4 和 20 这些数组(不改变 work_counter 的值),和 9 8 7 这个数组。对于 9 8 7 这个数组,一次主循环后得到的数组是 8 7 | 9(使 work_counter 加 3),对 8 7数组进行一次循环(使 work_counter 加 2)后排序算法结束。

数据范围与提示 对于全部数据,1≤N≤1e5,0≤A[i]≤1e9。

Problem credits: Brian Dean