康托の复习笔记

概念

摘自百度百科。

康托展开是一个全排列到一个自然数的双射,常用于构建哈希表时的空间压缩。康托展开的实质是计算当前排列在所有由小到大全排列中的顺序,因此是可逆的。

康托展开

逐位计算,考虑一个排列 \(1\sim i-1\) 位已经确定的贡献。如果 \(i\) 位置填了比 \(a_i\) 小的数,\(i+1\sim n\) 无论怎么填都是小的。所以可以得出计算公式:

\[\sum_{i=1}^n\left(\sum_{j=i+1}^n a_j<a_i\right)\times(n-i)!+1
\]

中间那个东西可以用树状数组维护。

逆康托展开

观察到 \(\left(\sum_{j=i+1}^n a_j<a_i\right)<n-i\),这也恰恰说明逆展开是唯一的。

对于每一位都可以计算出后面小于当前位的数量,因为一些数在之前已经用过了,所以要在树状数组上二分。

P1088 [NOIP2004 普及组] 火星人

如何做到 \(O(n\log n)\)

\(n\) 太大了,转排名加上 \(m\) 再转排列不现实。

康拓展开的实质是什么?

如果遇见过一些奇怪的进制应该可以想到,康拓展开其实就是阶乘进制,只不过每个位置的系数比较特殊,并不直接是该位置上的数值,而是后面数值小于该位置数值的个数。

考虑维护系数,显然一种排列可以对应多个系数。

初始直接将 \(n\) 位置的系数加上 \(m\)

接着就是要在保证排名不变的情况下调整系数至还原后排列合法。

先来看还原的过程。从前往后,和逆康托展开一样搞,系数即逆康托展开中除出来的个数。

那就只要保证 \(i\) 位置的系数是小于等于 \(n-i\) 的即可。

诶好像证明了是阶乘进制

不断进位就做完啦!