\input style TABLICY INVERSIJ DLYA RIS.~14: $$ \vcenter{\halign{ #\hfil\bskip&&\bskip$#$\bskip\cr & 3 & 1 & 8 & 3 & 4 & 5 & 0 & 4 & 0 & 3& 2 & 2 & 3 & 2 & 1 & 0\cr pROSMOTR~1\cr & 2 & 0 & 7 & 2 & 3 & 4 & 0 & 3 & 0 & 2 & 1 & 1 & 2 & 1 & 0 & 0\cr pROSMOTR~2\cr & 1 & 0 & 6 & 1 & 2 & 3 & 0 & 2 & 0 & 1 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0\cr pROSMOTR~3\cr & 0 & 0 & 5 & 0 & 1 & 2 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0\cr }} \eqno (1) $$ I~T.~D. pO|TOMU, ESLI~$b_1\,b_2\,\ldots\,b_n$---TABLICA INVERSIJ ISHODNOJ PERESTANOVKI, TO DOLZHNY VYPOLNYATXSYA RAVENSTVA $$ \eqalignno{ A&=1+\max(b_1, b_2,\ldots, b_n); & (2) \cr B&=b_1+b_2+\cdots+b_n; & (3) \cr C&=c_1+c_2+\cdots+c_A, & (4) \cr } $$ GDE~$c_j$---ZNACHENIE~$|BOUND|-1$ PERED NACHALOM $j\hbox{-GO}$~PROSMOTRA. iSPOLXZUYA TABLICY INVERSIJ, ZAPISHEM $$ c_j=\max\set{ b_i+i \mid b_i\ge j-1}-j \eqno(5) $$ (SM.~UPR.~5). sLEDOVATELXNO, V PRIMERE~(1) $A=9$, $B=41$, $C=15+14+13+12+7+5+4+3+2=75$. oBSHCHEE VREMYA SORTIROVKI NA MASHINE \MIX{} DLYA RIS.~14 RAVNO~$1030u$. rASPREDELENIE VELICHINY~$B$ (SUMMARNOE CHISLO INVERSIJ V SLUCHAJNOJ PERESTANOVKE) NAM UZHE HOROSHO IZVESTNO; TAKIM OBRAZOM, OSTAETSYA PROANALIZIROVATX VELICHINY~$A$ I~$C$. vEROYATNOSTX TOGO, CHTO~$A\le k$, RAVNA PROIZVEDENIYU~$1/n!$ NA CHISLO TABLIC INVERSIJ, NE SODERZHASHCHIH KOMPONENT~$\ge k$, IMENNO~$k^{n-k}k!$ PRI~$1\le k \le n$. sLEDOVATELXNO, VEROYATNOSTX TOGO, CHTO POTREBUETSYA ROVNO $k$~PROSMOTROV, RAVNA $$ A_k={1\over n!}(k^{n-k}k!-(k-1)^{n-k+1}(k-1)!). \eqno(6) $$ tEPERX MOZHNO VYCHISLITX SREDNEE ZNACHENIE~$\sum k A_k$, PROIZVODYA SUMMIROVANIE PO CHASTYAM, POLUCHAEM $$ A_{ave}=n+1\sum_{0\le k \le n} -{k^{n-k}k!\over n!}=n+1+P(n), \eqno(7) $$ GDE~$P(n)$---FUNKCIYA, ASIMPTOTICHESKOE POVEDENIE KOTOROJ, KAK BYLO POKAZANO V P.~1.2.11, OPISYVAETSYA FORMULOJ~$\sqrt{\pi n/2}-{2\over3}+O(1/\sqrt{n})$. fORMULA~(7) BYLA NAJDENA BEZ DOKAZATELXSTVA e.~X.~fR|NDOM [{\sl JACM,\/} {\bf 3} (1956), 150]; DOKAZATELXSTVO V SVOEJ DOKTORSKOJ DISSERTACII PRIVEL gOVARD~b.~dEMUT [(Stanford University: October, 1956), 64--68]. sTANDARTNOE OTKLONENIE VELICHINY~$A$ SM.~V~UPR.~7. %% 135 sUMMARNOE CHISLO SRAVNENIJ~$C$ ISSLEDOVATX NESKOLXKO SLOZHNEE, I MY RASSMOTRIM TOLXKO~$C_{ave}$. pUSTX~$f_j(k)$---CHISLO TAKIH TABLIC INVERSIJ~$b_1\,\ldots\,b_n$ ($n$~FIKSIROVANO), CHTO PRI~$1\le i \le n$ LIBO~$b_iK_{i+d+1}$, TO POMENYATX MESTAMI~$R_{i+1}\xchg R_{i+d+1}$. \st[cIKL PO~$q$.] eSLI~$q\ne p$, TO USTANOVITX~$d\asg q-p$, $q\asg q/2$, $r\asg p$ I VOZVRATITXSYA K SHAGU~\stp{3}. \st[cIKL PO~$p$.] (k |TOMU MOMENTU PERESTANOVKA~$K_1\,K_2\,\ldots\,K_N$ BUDET $p$-UPORYADOCHENA.) uSTANOVITX~$p\asg \floor{p/2}$. eSLI~$p>0$, TO VOZVRATITXSYA K SHAGU~\stp{2}. \algend v TABL.~1 |TOT METOD PROILLYUSTRIROVAN PRI~$N=16$. zAMETIM, CHTO ALGORITM SORTIRUET $N$~|LEMENTOV, PO SUSHCHESTVU, PUTEM NEZAVISIMOJ SORTIROVKI PODFAJLOV~$R_1$, $R_3$, $R_5$,~\dots{} I~$R_2$, $R_4$, $R_6$,~\dots, POSLE CHEGO VYPOLNYAYUTSYA SHAGI~M2,~\dots, M5 S~$p=1$, CHTOBY SLITX DVE OTSORTIROVANNYE POSLEDOVATELXNOSTI. chTOBY DOKAZATX, CHTO MAGICHESKAYA POSLEDOVATELXNOSTX SRAVNENIJ/OBMENOV, OPISANNAYA V ALGORITME~M, DEJSTVITELXNO SORTIRUET LYUBOJ FAJL~$R_1\,R_2\,\ldots\,R_N$, MY DOLZHNY POKAZATX TOLXKO, CHTO V REZULXTATE VYPOLNENIYA SHAGOV OT~M2 DO~M5 S~$p=1$ BUDET SLIT LYUBOJ 2-UPORYADOCHENNYJ FAJL~$R_1\,R_2\,\ldots\,R_N$. dLYA |TOJ CELI MOZHNO VOSPOLXZOVATXSYA METODOM RESHETOCHNYH DIAGRAMM IZ P.~5.2.1 (SM.~RIS.~11); KAZHDAYA 2-UPORYADOCHENNAYA PERESTANOVKA MNOZHESTVA~$\set{1, 2,~\ldots, N}$ SOOTVETSTVUET NA RESHETKE EDINSTVENNOMU PUTI IZ VERSHINY~$(0,0)$ V~$(\ceil{N/2}, \floor{N/2})$. nA RIS.~18(A) POKAZAN %%139 \picture{tABLICA~1. p.139} PRIMER PRI~$N=16$, SOOTVETSTVUYUSHCHIJ PERESTANOVKE $1\,3\,2\,4\,10\,5\,11\,6\,13\,7\,14\,8\,15\,9\,16\,12$. dEJSTVIE SHAGA~M3 PRI~$p=1$, $q=2^{t-1}$, $r=0$, $d=1$ SOSTOIT V SRAVNENII (I, VOZMOZHNO, OBMENE) ZAPISEJ~$R_1:R_2$, $R_3:R_4$ I~T.~D. eTOJ OPERACII SOOTVETSTVUET PROSTOE PREOBRAZOVANIE RESHETOCHNOGO PUTI: "PEREGIB" OTNOSITELXNO DIAGONALI, ESLI NEOBHODIMO, TAK, CHTOBY PUTX NIGDE NE PROHODIL VYSHE DIAGONALI. (sM.~RIS.~18(b) I DOKAZATELXSTVO V UPR.~10.) dEJSTVIE POSLEDUYUSHCHIH POVTORENIJ SHAGA~M3 S~$p=r=1$ I~$d=2^{t-1}-1$, $2^{t-2}-1$,~\dots, $1$ SOSTOIT V SRAVNENII/OBMENE ZAPISEJ~$R_2:R_{2+d}$, $R_4:R_{4+d}$ I~T.~D., I OPYATX IMEETSYA PROSTAYA GEOMETRICHESKAYA INTERPRETACIYA: PUTX "PEREGIBAETSYA" OTNOSITELXNO PRYAMOJ, RASPOLOZHENNOJ NA $(d+l)/2$~EDINIC NIZHE DIAGONALI (SM.~RIS.~18(c) I~(d)). v KONCE KONCOV PRIHODIM K PUTI, IZOBRAZHENNOMU NA RIS.~18(e), KOTORYJ SOOTVETSTVUET POLNOSTXYU OTSORTIROVANNOJ PERESTANOVKE. nA |TOM "GEOMETRICHESKOE DOKAZATELXSTVO" SPRAVEDLIVOSTI ALGO- %%140 \bye