计算在给定范围内具有重复元素的数组排序所需的最小交换的算法可以使用以下步骤:
这个算法的时间复杂度取决于排序算法的选择,通常为O(nlogn),其中n是数组的大小。
以下是一个示例实现(使用快速排序):
def min_swaps_to_sort(arr):
n = len(arr)
count = {} # 统计元素出现次数
for num in arr:
if num in count:
count[num] += 1
else:
count[num] = 1
sorted_arr = sorted(arr) # 排序数组
positions = {} # 记录元素初始位置
for i in range(n):
if sorted_arr[i] not in positions:
positions[sorted_arr[i]] = i
swaps = 0 # 最小交换次数
visited = [False] * n # 记录元素是否已经被访问过
for i in range(n):
if visited[i] or count[arr[i]] == 1:
continue
cycle_size = 0 # 循环大小
j = i
while not visited[j]:
visited[j] = True
j = positions[arr[j]]
cycle_size += 1
swaps += cycle_size - 1
return swaps
# 示例用法
arr = [4, 2, 4, 2, 1, 3, 4, 2]
min_swaps = min_swaps_to_sort(arr)
print("最小交换次数:", min_swaps)
该算法的应用场景是在需要对具有重复元素的数组进行排序时,可以帮助我们计算最小交换次数,从而优化排序过程。
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