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CSCI3160 T03 · Part 2/2 归并数二维支配

课程:CSCI3160 Design and Analysis of Algorithms 本讲:T03,第 2 部分 / 共 2 部分 · 原件 T03-分治-未核-隐藏.pdf(本地课件) p.25–45 定位:归并纵坐标时累计左侧已遇到的点,把二维支配计数降至单对数。 前后:上一份 Part 1

p.25–27:支配的方向和分割【新】

p.25 q支配p要求两个坐标都不小于p;p.26 对每个点分别输出它支配的其他点数;p.27 按x一分为二。图(p.25):q在p右上。元素:横轴x、纵轴y。看什么:排序计数在本题是“右点数左点中较低者”,与上一题“左元素数右边较小者”角色不同。

p.28–30:只剩右对左的跨贡献

p.28 定义左P1右P2,p.29 两边递归算内部支配,p.30 还需把右点支配左点的个数加到各自答案上。严格分开x坐标时左点不能支配右点,因为横坐标条件失败。

p.31–33:同样加强返回值

p.31 每层重新按y排序加二分仍需O(nlog n)合并。p.32 改成递归同时返回按y升序结果。p.33 两列顺序P1=(p3,p1,p4,p2),P2=(p8,p7,p5,p6)。图(p.33):把二维点投影成两列y位置。元素:左右归属已保证x条件,纵向比较决定剩余条件。看什么:不需要凭图估数值坐标,只用已给相对顺序。

p.34–36:建立归并输出

p.34 建空合并数组,p.35 两指针从头开始,跨贡献0;p.36 首先输出右p8,前面还无左点,故其新增0。每个点的答案必须单独存储;课件显示的总count是合计演示,不能拿它替代题求的逐点数组。

p.37–39:两个较低左点已就绪

p.37 输出左p3,p.38 输出左p1,已扫过左点数2;p.39 输出右p7,为p7加2,总跨贡献2。注意课件count在前两页仍0,因为它记已完成右点的贡献总和,而不是左指针位置。

p.40–42:相同收益可以属于不同点

p.40 输出右p5,也加2,总4。p.41 输出左p4,p.42 输出左p2,已扫左点数变4,但总跨贡献仍4。不能在输出每个左点时把同一个累计量直接写成右点答案。

p.43–45:最后一个点与边界补充

p.43 输出右p6,加4,总8。p.44 得合并顺序p8,p3,p1,p7,p5,p4,p2,p6,跨贡献分别p8=0、p7=2、p5=2、p6=4。p.45 递推得到O(nlog n)。

补充/相等坐标。 原定义用≤,而“竖线两边各一半”未处理相同x。对不同坐标点,可先按(x,y)字典序排序并按下标分割,使右点若与左点x相等则y不小于左点;按y归并时相等值先处理左点,确保≤计入。此时右点仍可计左点,左点不可能同时支配字典序更后的不同点。若允许完全重复坐标,须按重复组额外计数并保留身份,不直接套用本课“不同点”的条件。预排序O(nlog n),之后保持分区与返回y序,总界不变。

补充:返回有序表不能丢掉点的身份。 对每个点保留 (原ID,x,y,答案);递归返回的 y 排序只改变访问顺序,答案仍写回该 ID。以原例为例,右表访问顺序是 p8、p7、p5、p6,新增依次0、2、2、4,但最终按 p5、p6、p7、p8 读答案时应重排成2、4、2、0,再与各点原内部计数相加。把归并位置当作原编号,会得到数值集合正确、对应点错误的结果。

自测:归并时左右纵坐标相等,应先处理谁?

先左。自取左点(1,2)、右点(3,2),右点满足两坐标均不小于左点,应增加1;先输出左点令左计数成为1,再输出右点才计入等号。与严格逆序的相等先左规则表面相同,但理由不同:逆序是避免把右边同值提前算入,本题是确保左边同高已被计入。

p.27 的 k-selection 可在线性时间找到平衡分割位置;若采用上述预排序处理相等 x,则只需在 x 序列的中点分开。两种实现的目标都是平衡规模,不能在递归中按 y 排序结果的中点重新划分 x。

完整合并操作:令 i=0 表示已输出的左点数,j=0 表示已输出的右点数,B 为空;当左右都有候选时,若左点 y≤右点 y,就把左点加入 B 并让 i 加1;否则把 i 加到右点原ID的答案,再把右点加入 B 并让 j 加1。右边的尾段每点都加左边总长度,左边尾段只复制。递归已给出的内部答案始终保留;返回 B 给上层,作为该子问题全部点的 y 序列。每点进 B 一次,合并 O(n),加上两半递归为 O(n log n)。

本辅导的“归并顺便计数”是拓展,不写入仅源自主课的记忆条目。

本讲核心考点

  • 按横坐标分区,归并纵坐标时累计已经过的左点(p.25–45;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:T03-分治-未核-隐藏.pdf(本地课件),本部分 p.25–45;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。

  • 发布状态(2026-09-17 核验时):官网链接所在行隐藏,当时按预习参考处理;不据此推断后续发布或考试范围。

  • 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。