Lucky Sorting(CodeForces-109D)【思维】

题意：给出一组数，要求从小到大排序，并且排序的过程中，发生交换的两个数至少一个为幸运数（十进制位均为4或7），问能否在（2×n）次交换内完成排序，如果能，输出交换的方案（不要求步骤数最少）。

思路：首先分为两种情况：

　　　　1.所有的数均不为幸运数，则如果给出的序列已经排好序，答案为0,如果未排好序，则无法完成排序。

　　　　2.存在幸运数，可得，只要存在幸运数，就一定能在2×n次以内完成排序。

　　　　　　<1>具体的处理方法是将序列分为若干个闭环，闭环的意思可以举个例子来看，（xio表示下标为xi的元素排序后所在位置下标）,如：x1->x2->x3->x1，这就是一个闭环，表示x1o==x2,x2o=x3,x3o=x1;

　　　　　　<2>首先，一组数在上述规则下一定能分为若干闭环。

　　　　　　<3>分完闭环后，正式进行交换，并且，确定一个幸运数作为操作数（需要且只需要一个），记录其所在闭环

　　　　　　　　3.1首先，将操作数所在闭环进行排序（只需相邻之间两两交换即可，具体可参照上文对于闭环的定义）。

　　　　　　　　3.2再借助操作数对剩余闭环依次排序。第一步为将操作数与待排序闭环中的任意元素交换，再用3.1中的方法操作，最后将操作数归位即可。

　　　　　　　　3.3很容易证明，上述交换操作的总复杂度一定小于2×n.

代码如下：

　　

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <algorithm>
#include <cstring>
using namespace std;
typedef pair<int, int> P;
int n, arr[], inde[];
bool judge(int x)
{
    while (x != )
    {
        if (x %  !=  && x %  != )
            return false;
        x /= ;
    }
    return true;
}

bool cmp(int a, int b)
{
    return arr[a] < arr[b];
}
int main()
{
    int px = ;
    scanf("%d", &n);
    for (int i = ; i <= n; i++)
        inde[i] = i;
    for (int i = ; i <= n; i++)
    {
        scanf("%d", &arr[i]);
        if (!px && judge(arr[i]))
            px = i;
    }
    sort(inde + , inde +  + n, cmp);
    int iinde[];
    for (int i = ; i <= n; i++)
    {
        iinde[inde[i]] = i;
    }
    if (!px)
    {
        int tans = ;
        for (int i = ; i <= n; i++)
            if (inde[i] != i)
            {
                tans = -;
                break;
            }
        printf("%d", tans);
    }
    else
    {
        vector<P> ans;
        int book[] = {};
        vector<int> aha[];
        int numAha[] = {}, rd = , fgp;
        for (int i = ; i <= n; i++)
        {
            if (book[i])
                continue;
            rd++;
            int p = i;
            while (!book[p])
            {
                book[p] = ;
                aha[rd].push_back(p);
                if (p == px)
                    fgp = rd;
                p = inde[p];
            }
        }
        //flagRound
        memset(book, , sizeof(book));
        if (aha[fgp].size() > )
        {
            int ic = px;
            while (!book[inde[ic]])
            {
                book[ic] = ;
                ans.push_back(P(ic, inde[ic]));
                ic = inde[ic];
            }
        }
        //restRound
        for (int i = ; i <= rd; i++)
        {
            if (i == fgp || aha[i].size() == )
                continue;
            int ic = aha[i][];
            ans.push_back(P(iinde[px], ic));
            while (!book[inde[ic]])
            {
                book[ic] = ;
                ans.push_back(P(ic, inde[ic]));
                ic = inde[ic];
            }
            ans.push_back(P(iinde[px], iinde[aha[i][]]));
        }
        printf("%d\n", ans.size());
        for (int i = ; i < ans.size(); i++)
        {
            printf("%d %d\n", ans[i].first, ans[i].second);
        }
    }
    return ;
}

By xxmlala