CSCI3160 L02 · Part 3/4 二维支配
课程:CSCI3160 Design and Analysis of Algorithms 本讲:L02,第 3 部分 / 共 4 部分 · 原件 L02-Divide-and-Conquer-未核.pdf(本地课件) p.13–22 定位:把二维支配拆成左右内部和跨区贡献,识别排序与秩查询的工作。 前后:上一份 Part 2 · 下一份 Part 4
Dominance Counting
p.13 分节页。
二维支配的方向(p.14–16)【新】
p.14 Given two distinct points p and q, we say that q dominates p if and ; see the figure below:
p.14 的 表示整数集合, 表示两个坐标都是整数的平面点。 分别是横、纵坐标。支配(dominance)要求两项都不小,而不是只看离原点远近。
图(p.14–15):右上方的点支配左下方的点。 元素:p.14 中 q 在 p 的右上方;p.15 八个点按横坐标依次为 到 ,纵坐标从低到高依次是 。 看什么:只统计别的点,不把自身算入;例如最右点 纵坐标最低,因此一个点也不支配。
题面(同原件 · Dominance Counting · p.15)
p.15 Let P be a set of n points in with distinct x-coordinates. Find, for each point , the number of points in P that are dominated by p.
p.15 的原图计数: 为 0; 只支配 ,为 1; 为 0; 支配 ,为 2; 也为 2; 支配前五个点,为 5; 支配 ,为 2; 为 0。p.16 同样把课堂版目标设为 ,线性合并的改进留作练习。
垂直分割与两次递归(p.17–19)
p.17 Think: How to find such in time? How about time?
p.17 要按横坐标把点均分。排序后在中间两个横坐标之间放竖线,需要 ;也可用 L01 的选择找到中位横坐标,再扫描分组,得到 期望时间。讲义这句没有展开确定性线性选择;不能把 L01 的期望保证换成最坏保证。奇数规模应分成一大一小两半,讲义“两边各向上取整”的描述按其偶数示意图理解。
图(p.17–19):竖线位于 与 之间。 元素:左组 ,右组 ;p.19 列出两组内部的递归计数。 看什么:左组的任意点横坐标都比右组小,因此左组不可能支配右组。
p.18 定义这两个子问题;p.19 递归返回左组计数 0、1、0、2,右组计数 0、1、0、0。左组已经完成,右组尚未计入左组贡献。这个方向性就是“只给右组补数”的理由。
横坐标条件自动满足后,只查纵坐标(p.20–22)
p.20 The x-coordinates do not matter any more!
p.20 不是说支配定义改了,而是对“右点是否支配左点”这个受限问题,横坐标不等式已经全部成立。只需判断左点的纵坐标是否不超过右点。
p.21 把左组按纵坐标排序为 ,对每个右点二分找“不超过其纵坐标”的前缀长度。 的界限落在 与 之间,得到 2; 得到 4; 得到 2; 得到 0。加回右组内部的 0、1、0、0,得到最终 2、5、2、0。
补充:用坐标把方向手跑一次。 自取四点 。按横坐标分为 {a,b} 与 {c,d}:左内部互不支配;右内部 d 支配 c,所以递归计数为 a:0,b:0,c:0,d:1。把左纵坐标排序成 [1,3]:c 的纵坐标 2 覆盖前缀 [1],增加 1;d 的纵坐标 3 覆盖 [1,3],增加 2。最后结果 0,0,1,3,其中 d 原来的内部贡献 1 必须留下。
注意 d 与 a 的纵坐标相等,仍算支配,因为定义使用不小于。这与上一部分逆序对的严格大于不同。讲义只要求横坐标互异,不能自行加上纵坐标也互异的假设。查询边界是第一个纵坐标严格大于当前值的位置,该位置之前的数量才是“不超过”的数量。
自测:点 (1,100) 与 (2,0),右点一定支配左点吗?
横坐标通过只是两个条件之一;纵坐标 不成立,所以不支配。左点也不能反过来支配右点,因为横坐标更小。二维中两点可以互不支配,不能把“按横坐标排序”误认成按支配关系全排序。
把原图的“递归值+跨区值”完整列在一处(p.19–21):
| 点 | 递归已经得到 | 当前层新增 | 最终计数 |
|---|---|---|---|
| p1 | 0 | 0 | 0 |
| p2 | 1 | 0 | 1 |
| p3 | 0 | 0 | 0 |
| p4 | 2 | 0 | 2 |
| p5 | 0 | 2(p1、p3) | 2 |
| p6 | 1(p5) | 4(p1、p2、p3、p4) | 5 |
| p7 | 0 | 2(p1、p3) | 2 |
| p8 | 0 | 0 | 0 |
p.22 依然是两个半规模子问题,加 的当前层工作,故总计 。容易错在只返回跨组计数,漏掉子问题早已算出的那个 1,即 对 的支配。
由 p.22 展开复杂度:令 ,第 j 层所有子问题的排序及二分总成本为 ,因此内部层总和为 。归纳正确性则按每个待统计点讨论:左点不可能支配右点,递归值已经最终;右点支配的目标被划成右内部与左侧两类,前者递归已算,后者由纵坐标前缀精确补齐。二者不重叠,也没有第三类目标。
本讲核心考点
- 横坐标分区后,跨贡献只需比较纵坐标(p.14–22;C 级)。
附录
本部分所需过程已在正文展开。
来源与证据
-
本次逐页复核:2026-10-13,依据上述本地课件;保留已发布深化内容,页码指 PDF 物理页。历史考试演练保留其原有出处,本次不将旧记录冒充重新阅卷。
-
原件:L02-Divide-and-Conquer-未核.pdf(本地课件),本部分 p.13–22;页码均为 PDF 页号。
-
版本记录(2026-09-17):当时从教师官网下载并逐字节核对,与本地原件一致;此日期不是本次重新联网核验。原始学期未核,不据网页学期补猜。
-
既有考试证据记录(2026-09-17):当时读取了教师官网、Midterm-2021T1-题目.pdf、Midterm-2021T1-题解.pdf、Review-Quiz-2020T2-题目.pdf、Review-Quiz-2020T2-题解.pdf、Quiz-01-2025T1-题解.pdf、Midterm-A-2025T1-缺题干-解答.pdf、Quiz-02-2025T1-缺题干-解答.pdf、Quiz-03-2025T1-缺题干-解答.pdf、Final-2021T1-题解.pdf、Final-2024T1-缺判断-题目.pdf、Final-2025T1-题目.pdf、Final-2025T1-缺题干-解答.pdf;未识别用途的 PDF:无
-
缺题干解答卷仅用于核对已取得的题面,不由答案反推题目。