Questa è una sfida con il minor numero di operazioni in cui l'obiettivo è ordinare un vettore in ordine crescente usando il minor numero di inversioni. Il tuo algoritmo può solo ordinare il vettore usando "inversioni di sotto-vettori" ¹ , ma può usare altre operazioni per operazioni aritmetiche, cicli, controllare se è ordinato ecc. Il numero di inversioni di sotto-vettori eseguite dall'algoritmo è il suo punteggio.

¹ Una "inversione di sotto-vettore":

• Seleziona un intervallo di numeri nel vettore e inverti gli elementi in quell'intervallo.

Per fare un semplice esempio, se inizi con il vettore {4,3,2,1}, puoi ordinarlo in molti modi diversi:

1. Invertire l'intero vettore. Questo è ovviamente l'approccio più breve in quanto richiede solo un'inversione:{4,3,2,1} -> {1,2,3,4}
2. È possibile eseguire una versione dell'ordinamento a bolle, che richiede 6 inversioni: {4,3,2,1} -> {3,4,2,1} -> {3,2,4,1} -> {2,3,4,1} -> {2,3,1,4} -> {2,1,3,4} -> {1,2,3,4}
3. Puoi iniziare con i primi 3 elementi, poi i tre ultimi e infine i due primi e i due ultimi, che richiede 4 scambi: {4,3,2,1} -> {2,3,4,1} -> {2,1,4,3} -> {1,2,4,3} -> {1,2,3,4}
4. ... e così via. Ci sono infinite opzioni disponibili (puoi ripetere qualsiasi operazione, se lo desideri).

Regole e requisiti:

• Il tuo codice deve terminare in meno di un minuto per un elenco con 100 numeri. Puoi cronometrare tu stesso, ma per favore gioca bene ² .

• È necessario memorizzare gli indici di inizio e fine di tutti gli swap eseguiti, in modo che la soluzione possa essere verificata. (Spiegherò cosa significa di seguito).

• Il codice deve essere deterministico.

• Puoi prendere l'input in qualsiasi formato tu voglia: vettore numerico, elenco collegato, matrice con lunghezza ... qualunque cosa tu voglia.

• Puoi fare quello che vuoi su una copia del vettore. Ciò include il tentativo di diverse inversioni e il controllo di quale sia la più efficiente. La forza bruta va benissimo, ma attenersi al limite di tempo.

• Il punteggio è il numero totale di lanci per i 5 vettori di test. Il pareggio sarà il timbro della data.

Esempio:

4 1 23 21 49 2 7 9 2 | Elenco / vettore iniziale
4 1 2 9 7 2 49 21 23 | (2, 8) (capovolto gli elementi tra gli indici 2 e 8)
4 1 2 2 7 9 49 21 23 | (3, 5)
4 1 2 2 7 9 23 21 49 | (6, 8)
4 1 2 2 7 9 21 23 49 | (6, 7)
 2 2 1 4 7 9 21 23 49 | (0, 3)
 1 2 2 4 7 9 21 23 49 | (0, 2)

Il punteggio sarebbe 6, dato che hai eseguito 6 inversioni. È necessario memorizzare (non stampare) gli indici elencati sul lato destro in un formato adatto che può essere facilmente stampato / prodotto a scopo di verifica.

Vettori di prova:

133, 319, 80, 70, 194, 333, 65, 21, 345, 142, 82, 491, 92, 167, 281, 386, 48, 101, 394, 130, 111, 139, 214, 337, 180, 24, 443, 35, 376, 13, 166, 59, 452, 429, 406, 256, 133, 435, 446, 304, 350, 364, 447, 471, 236, 177, 317, 342, 294, 146, 280, 32, 135, 399, 78, 251, 467, 305, 366, 309, 162, 473, 27, 67, 305, 497, 112, 399, 103, 178, 386, 343, 33, 134, 480, 147, 466, 244, 370, 140, 227, 292, 28, 357, 156, 367, 157, 60, 214, 280, 153, 445, 301, 108, 77, 404, 496, 3, 226, 37

468, 494, 294, 42, 19, 23, 201, 47, 165, 118, 414, 371, 163, 430, 295, 333, 147, 336, 403, 490, 370, 128, 261, 91, 173, 339, 40, 54, 331, 236, 255, 33, 237, 272, 193, 91, 232, 452, 79, 435, 160, 328, 47, 179, 162, 239, 315, 73, 160, 266, 83, 451, 317, 255, 491, 70, 18, 275, 339, 298, 117, 145, 17, 178, 232, 59, 109, 271, 301, 437, 63, 103, 130, 15, 265, 281, 365, 444, 180, 257, 99, 248, 378, 158, 210, 466, 404, 263, 29, 117, 417, 357, 44, 495, 303, 428, 146, 215, 164, 99

132, 167, 361, 145, 36, 56, 343, 330, 14, 412, 345, 263, 306, 462, 101, 453, 364, 389, 432, 32, 200, 76, 268, 291, 35, 13, 448, 188, 11, 235, 184, 439, 175, 159, 360, 46, 193, 440, 334, 128, 346, 192, 263, 466, 175, 407, 340, 393, 231, 472, 122, 254, 451, 485, 257, 67, 200, 135, 132, 421, 205, 398, 251, 286, 292, 488, 480, 56, 284, 484, 157, 264, 459, 6, 289, 311, 116, 138, 92, 21, 307, 172, 352, 199, 55, 38, 427, 214, 233, 404, 330, 105, 223, 495, 334, 169, 168, 444, 268, 248

367, 334, 296, 59, 18, 193, 118, 10, 276, 180, 242, 115, 233, 40, 225, 244, 147, 439, 297, 115, 354, 248, 89, 423, 47, 458, 64, 33, 463, 142, 5, 13, 89, 282, 186, 12, 70, 289, 385, 289, 274, 136, 39, 424, 174, 186, 489, 73, 296, 39, 445, 308, 451, 384, 451, 446, 282, 419, 479, 220, 35, 419, 161, 14, 42, 321, 202, 30, 32, 162, 444, 215, 218, 102, 140, 473, 500, 480, 402, 1, 1, 79, 50, 54, 111, 189, 147, 352, 61, 460, 196, 77, 315, 304, 385, 275, 65, 145, 434, 39

311, 202, 126, 494, 321, 330, 290, 28, 400, 84, 6, 160, 432, 308, 469, 459, 80, 48, 292, 229, 191, 240, 491, 231, 286, 413, 170, 486, 59, 54, 36, 334, 135, 39, 393, 201, 127, 95, 456, 497, 429, 139, 81, 293, 359, 477, 404, 129, 129, 297, 298, 495, 424, 446, 57, 296, 10, 269, 350, 337, 39, 386, 142, 327, 22, 352, 421, 32, 171, 452, 2, 484, 337, 359, 444, 246, 174, 23, 115, 102, 427, 439, 71, 478, 89, 225, 7, 118, 453, 350, 109, 277, 338, 474, 405, 380, 256, 228, 277, 3

Sono abbastanza certo che trovare una soluzione ottimale sia NP-difficile (dal momento che lo smistamento normale del pancake è).

_{² Sì, le persone con computer molto veloci potrebbero avere un vantaggio, a causa del limite di tempo di un minuto. Dopo molte discussioni ho pensato che fosse meglio se tutti facessero il proprio benchmarking, non è una sfida di codice più veloce.}

Java, algoritmo genetico-ish, 80 + 81 + 79 + 78 + 80 = 398 (precedentemente 418 )

Dopo aver provato un mucchio di idee diverse e per lo più fallito, ho optato per questo algoritmo: iniziare con l'array di input, provare tutte le possibili inversioni e mantenere un certo numero di risultati con il minor numero di esecuzioni, quindi fare lo stesso per quei risultati, fino a quando otteniamo un array ordinato.

Per "esecuzioni" intendo massimali subarrays che appaiono esattamente o invertiti nella matrice ordinata. Fondamentalmente sono massimali ordinati ordinati, ma in caso di elementi ripetuti, il numero di elementi nel mezzo dovrebbe corrispondere. Ad esempio, se la matrice ordinata è 2, 2, 3, 3, 4, 4quindi 4, 3, 3, 2una corsa ma 2, 2, 3, 4non lo è (e non lo è nemmeno 2, 3, 2).

In questa versione ho ottimizzato l'algoritmo per invertire solo ai limiti della corsa e solo se una corsa invertita può essere unita a una corsa appena adiacente. Inoltre, le esecuzioni vengono regolate e unite ad ogni passaggio, per evitare di ricalcolarle dall'array modificato. Ciò mi ha permesso di aumentare la "dimensione della popolazione" da 30 a circa 3000 e di eseguire simulazioni multiple a varie dimensioni.

import java.io.*;
import java.util.*;

public class SubReversal {
    static int n;
    static int[] a;
    static int[] srt;
    static List<int[]> rev;
    static Map<Integer, Integer> idx;
    static Map<Integer, Integer> count;

    static final int NB = 2000;
    static State[] best = new State[NB + 1];
    static int ns;

    static class Run {
        int start;
        int end;
        int dir;
        int nstart = 1;
        int nend = 1;

        Run(final int start) {
            this.start = start;
        }

        Run(final Run r) {
            start = r.start;
            end = r.end;
            dir = r.dir;
            nstart = r.nstart;
            nend = r.nend;
        }

        Run copy() {
            return new Run(this);
        }

        Run reverse() {
            int t = start;
            start = end;
            end = t;
            t = nstart;
            nstart = nend;
            nend = t;
            dir = -dir;
            return this;
        }

        boolean canJoin(final Run r) {
            if (dir * r.dir == -1) {
                return false;
            }
            final int t = idx.get(a[r.start]) - idx.get(a[end]);
            if (Math.abs(t) > 1) {
                return false;
            }
            if (t != 0 && dir + r.dir != 0 && t != dir && t != r.dir) {
                return false;
            }
            if (t == 0) {
                if (dir * r.dir == 0) {
                    return true;
                }
                return nend + r.nstart == count.get(a[end]);
            }
            return (dir == 0 || nend == count.get(a[end])) && (r.dir == 0 || r.nstart == count.get(a[r.start]));
        }

        Run join(final Run r) {
            if (a[start] == a[r.start]) {
                nstart += r.nstart;
            }
            if (a[end] == a[r.end]) {
                nend += r.nend;
            }
            else {
                nend = r.nend;
            }
            end = r.end;
            if (dir == 0) {
                dir = r.dir;
            }
            if (dir == 0 && a[start] != a[end]) {
                dir = idx.get(a[end]) - idx.get(a[start]);
            }
            return this;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return start + "(" + nstart + ") - " + end + '(' + nend + "): " + dir;
        }
    }

    static class State implements Comparable<State> {
        int[] b;
        int[] rv;
        State p;
        List<Run> runs;

        public State(final int[] b, final int[] rv, final State p, final List<Run> runs) {
            this.b = Arrays.copyOf(b, b.length);
            this.rv = rv;
            this.p = p;
            this.runs = runs;
        }

        @Override
        public int compareTo(final State o) {
            return runs.size() - o.runs.size();
        }

        @Override
        public String toString() {
            return Arrays.toString(b) + " - " + Arrays.toString(rv) + " - " + runs.size();
        }

        int getCount() {
            return p == null ? 0 : p.getCount() + 1;
        }
    }

    static void reverse(int x, int y) {
        while (x < y) {
            int t = a[x];
            a[x] = a[y];
            a[y] = t;
            x++;
            y--;
        }
    }

    static List<Run> runs() {
        final List<Run> l = new ArrayList<>();
        Run run = new Run(0);
        for (int i = 1; i < n; ++i) {
            final int t = idx.get(a[i]) - idx.get(a[i - 1]);
            if (Math.abs(t) > 1) {
                run.end = i - 1;
                l.add(run);
                run = new Run(i);
            }
            else if (t == 0) {
                run.nend++;
                if (run.dir == 0) {
                    run.nstart++;
                }
            }
            else {
                if (run.dir == 0) {
                    run.dir = t;
                }
                else if (run.dir != t || run.nend != count.get(a[i - 1])) {
                    run.end = i - 1;
                    l.add(run);
                    run = new Run(i);
                }
                run.nend = 1;
            }
        }
        run.end = n - 1;
        l.add(run);
        return l;
    }

    static void show() {
        if (!Arrays.equals(a, srt)) {
            System.out.println("bug!");
            System.out.println(Arrays.toString(a));
            throw new RuntimeException();
        }
        System.out.println("Sorted: " + Arrays.toString(a));
        System.out.println(rev.size() + " reversal(s):");
        for (int[] x : rev) {
            System.out.println(Arrays.toString(x));
        }
    }

    static void sort() {
        State bestest = null;
        final int[] a1 = Arrays.copyOf(a, n);
        final int[] sizes = {10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, 500, 1000, 2000};

        for (int nb : sizes) {
            System.arraycopy(a1, 0, a, 0, n);
            ns = 1;
            best[0] = new State(a, null, null, runs());
            while (best[0].runs.size() > 1) {
                final State[] s = Arrays.copyOf(best, ns);
                ns = 0;
                for (State x : s) {
                    System.arraycopy(x.b, 0, a, 0, n);
                    final int m = x.runs.size();
                    for (int i = 0; i < m; ++i) {
                        for (int j = i; j < m; ++j) {
                            boolean b = false;
                            if (i > 0) {
                                final Run r = x.runs.get(j);
                                r.reverse();
                                b = x.runs.get(i - 1).canJoin(r);
                                r.reverse();
                            }
                            if (!b && j < m - 1) {
                                final Run r = x.runs.get(i);
                                r.reverse();
                                b = r.canJoin(x.runs.get(j + 1));
                                r.reverse();
                            }
                            if (!b) {
                                continue;
                            }
                            final List<Run> l = new ArrayList<>(x.runs);
                            final int rstart = l.get(i).start;
                            final int rend = l.get(j).end;
                            final int t = rstart + rend;
                            reverse(rstart, rend);
                            for (int k = i; k <= j; ++k) {
                                final Run r = x.runs.get(i + j - k).copy().reverse();
                                r.start = t - r.start;
                                r.end = t - r.end;
                                l.set(k, r);
                            }
                            if (j < m - 1 && l.get(j).canJoin(l.get(j + 1))) {
                                l.get(j).join(l.get(j + 1));
                                l.remove(j + 1);
                            }
                            if (i > 0 && l.get(i - 1).canJoin(l.get(i))) {
                                l.set(i - 1, l.get(i - 1).copy().join(l.get(i)));
                                l.remove(i);
                            }

                            if (ns < nb || l.size() < best[ns - 1].runs.size()) {
                                best[ns++] = new State(a, new int[]{rstart, rend}, x, l);
                                Arrays.sort(best, 0, ns);
                                if (ns > nb) {
                                    ns = nb;
                                }
                            }
                            reverse(rstart, rend);
                        }
                    }
                }

                if (ns == 0) {
                    for (State x : s) {
                        System.arraycopy(x.b, 0, a, 0, n);
                        final List<Run> l = new ArrayList<>(x.runs);
                        final int rstart = l.get(0).start;
                        final int rend = l.get(0).end;
                        final int t = rstart + rend;
                        reverse(rstart, rend);
                        final Run r = x.runs.get(0).copy().reverse();
                        r.start = t - r.start;
                        r.end = t - r.end;
                        l.set(0, r);

                        best[ns++] = new State(a, new int[]{rstart, rend}, x, l);
                        reverse(rstart, rend);
                    }
                    Arrays.sort(best, 0, ns);
                }
            }
            State r = null;
            for (int i = 0; i < ns; ++i) {
                if (Arrays.equals(best[i].b, srt)) {
                    r = best[i];
                    break;
                }
            }
            if (r == null) {
                final State x = best[0];
                System.arraycopy(x.b, 0, a, 0, n);
                reverse(0, n - 1);
                r = new State(a, new int[]{0, n - 1}, x, runs());
            }
            if (!Arrays.equals(r.b, srt)) {
                throw new RuntimeException("bug");
            }

            if (bestest == null || r.getCount() < bestest.getCount()) {
                bestest = r;
            }
        }

        while (bestest.p != null) {
            rev.add(bestest.rv);
            bestest = bestest.p;
        }
        Collections.reverse(rev);
        a = a1;
        for (int[] x : rev) {
            reverse(x[0], x[1]);
        }
        if (!Arrays.equals(a, srt)) {
            throw new RuntimeException("bug");
        }
    }

    static void init(final String s) {
        final String[] b = s.split(s.contains(",") ? "," : " ");
        n = b.length;
        a = new int[n];
        count = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            a[i] = Integer.parseInt(b[i].trim());
            final Integer x = count.get(a[i]);
            count.put(a[i], x == null ? 1 : x + 1);
        }
        srt = Arrays.copyOf(a, n);
        Arrays.sort(srt);
        idx = new HashMap<>();
        int j = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (i == 0 || srt[i] != srt[i - 1]) {
                idx.put(srt[i], j++);
            }
        }
        rev = new ArrayList<>();
    }

    static void test5() {
        final String[] t = {"133, 319, 80, 70, 194, 333, 65, 21, 345, 142, 82, 491, 92, 167, 281, 386, 48, 101, 394, 130, 111, 139, 214, 337, 180, 24, 443, 35, 376, 13, 166, 59, 452, 429, 406, 256, 133, 435, 446, 304, 350, 364, 447, 471, 236, 177, 317, 342, 294, 146, 280, 32, 135, 399, 78, 251, 467, 305, 366, 309, 162, 473, 27, 67, 305, 497, 112, 399, 103, 178, 386, 343, 33, 134, 480, 147, 466, 244, 370, 140, 227, 292, 28, 357, 156, 367, 157, 60, 214, 280, 153, 445, 301, 108, 77, 404, 496, 3, 226, 37",
                "468, 494, 294, 42, 19, 23, 201, 47, 165, 118, 414, 371, 163, 430, 295, 333, 147, 336, 403, 490, 370, 128, 261, 91, 173, 339, 40, 54, 331, 236, 255, 33, 237, 272, 193, 91, 232, 452, 79, 435, 160, 328, 47, 179, 162, 239, 315, 73, 160, 266, 83, 451, 317, 255, 491, 70, 18, 275, 339, 298, 117, 145, 17, 178, 232, 59, 109, 271, 301, 437, 63, 103, 130, 15, 265, 281, 365, 444, 180, 257, 99, 248, 378, 158, 210, 466, 404, 263, 29, 117, 417, 357, 44, 495, 303, 428, 146, 215, 164, 99",
                "132, 167, 361, 145, 36, 56, 343, 330, 14, 412, 345, 263, 306, 462, 101, 453, 364, 389, 432, 32, 200, 76, 268, 291, 35, 13, 448, 188, 11, 235, 184, 439, 175, 159, 360, 46, 193, 440, 334, 128, 346, 192, 263, 466, 175, 407, 340, 393, 231, 472, 122, 254, 451, 485, 257, 67, 200, 135, 132, 421, 205, 398, 251, 286, 292, 488, 480, 56, 284, 484, 157, 264, 459, 6, 289, 311, 116, 138, 92, 21, 307, 172, 352, 199, 55, 38, 427, 214, 233, 404, 330, 105, 223, 495, 334, 169, 168, 444, 268, 248",
                "367, 334, 296, 59, 18, 193, 118, 10, 276, 180, 242, 115, 233, 40, 225, 244, 147, 439, 297, 115, 354, 248, 89, 423, 47, 458, 64, 33, 463, 142, 5, 13, 89, 282, 186, 12, 70, 289, 385, 289, 274, 136, 39, 424, 174, 186, 489, 73, 296, 39, 445, 308, 451, 384, 451, 446, 282, 419, 479, 220, 35, 419, 161, 14, 42, 321, 202, 30, 32, 162, 444, 215, 218, 102, 140, 473, 500, 480, 402, 1, 1, 79, 50, 54, 111, 189, 147, 352, 61, 460, 196, 77, 315, 304, 385, 275, 65, 145, 434, 39",
                "311, 202, 126, 494, 321, 330, 290, 28, 400, 84, 6, 160, 432, 308, 469, 459, 80, 48, 292, 229, 191, 240, 491, 231, 286, 413, 170, 486, 59, 54, 36, 334, 135, 39, 393, 201, 127, 95, 456, 497, 429, 139, 81, 293, 359, 477, 404, 129, 129, 297, 298, 495, 424, 446, 57, 296, 10, 269, 350, 337, 39, 386, 142, 327, 22, 352, 421, 32, 171, 452, 2, 484, 337, 359, 444, 246, 174, 23, 115, 102, 427, 439, 71, 478, 89, 225, 7, 118, 453, 350, 109, 277, 338, 474, 405, 380, 256, 228, 277, 3"};
        int r = 0;
        for (String s : t) {
            init(s);
            sort();
            System.out.println(rev.size());
            r += rev.size();
        }
        System.out.println("total: " + r);
    }

    public static void main(final String... args) throws IOException {
        System.out.print("Input: ");
        final BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        final String s = br.readLine();
        final long t = System.currentTimeMillis();
        if (s.isEmpty()) {
            System.out.println("Running tests");
            test5();
        }
        else {
            init(s);
            sort();
            show();
        }
        System.out.println("Time: " + (System.currentTimeMillis() - t + 500) / 1000 + " sec");
    }
}

L'input è un elenco di numeri separati da virgola e / o spazio (dallo stdin). Se l'ingresso è vuoto, il programma esegue i 5 test. Ognuno impiega circa 40 secondi qui.

Una mossa forza bruta quindi selezione ordinamento (anche soluzione ingenua), 90 + 89 + 88 + 87 + 89 = 443 mosse

let doReverse = (a, l, r) => {
  a.splice(l, r - l, ...a.slice(l, r).reverse());
};
let selectSubVectorReverseSort = a => {
  let log = [];

  for (let i = 0, l = a.length; i < l; i++) {
    let j, p = i;
    for (j = i; j < l; j++) {
      if (a[j] < a[p]) p = j;
    }
    if (p === i) continue;
    log.push([i, p + 1]);
    doReverse(a, i, p + 1);
  }
  return log;
};

let a = JSON.parse(`[${readline()}]`);
let copiedArray = a => a.map(x => x);
let minLog = selectSubVectorReverseSort(copiedArray(a));
for (let i = 0, l = a.length; i < l; i++) {
  for (let j = i + 1; j < l; j++) {
    let b = copiedArray(a);
    doReverse(b, i, j + 1);
    let log = [[i, j + 1], ...selectSubVectorReverseSort(b)];
    if (log.length < minLog.length) minLog = log;
  }
}

print(minLog.length);

per ogni possibile prima mossa, provala e poi fai un ordinamento di selezione.

Sì, questa è un'altra soluzione ingenua.

Non sono sicuro che dovrebbe essere una modifica o un altro post, ma sembra che la soluzione sia troppo semplice, quindi la modifica è stata scelta.

Selezione ordinamento (soluzione ingenua), 92 + 93 + 95 + 93 + 96 = 469 mosse

let log = [];
let doReverse = (a, l, r) => {
  log.push([l, r]);
  a.splice(l, r - l, ...a.slice(l, r).reverse());
}

let a = JSON.parse(`[${readline()}]`);
for (let i = 0, l = a.length; i < l; i++) {
  let j, p = i;
  for (j = i; j < l; j++) {
    if (a[j] < a[p]) p = j;
  }
  if (p === i) continue;
  doReverse(a, i, p + 1);
}
print(log.length)

Una soluzione ingenua usa l'ordinamento per selezione.

Ci DEVE essere alcune soluzioni migliori, ma questo post in quanto non ho trovato uno migliore (senza ricerca di forza bruta).

(Il codice sopra è JavaScript Shell )