POJ 1033 磁盘文件碎片整理 模拟题 栈应用

以后一定要细心，不能再犯这个低级的错误，把WA控制在最低范围内

参考了 http://www.cnblogs.com/damacheng/archive/2010/09/24/1833983.html的题目分析

题目大意：你要写一个OS，要实现磁盘碎片整理的功能。磁盘分为N个簇，一个文件可以占用K个簇，(1 <= K < N <= 10000)，给出各个文件的占用磁盘的情况，也就是一个文件占用了哪些簇，想要进行碎片整理，就是把这些簇按顺序整理到磁盘的最顶部，例如给出示例：

　　文件1：2 3 11 12，占用了4个簇，编号为1-4。
　　文件2：7，占用了1个簇，编号为5。

　　文件3：18 5 10，占用了3个簇，编号为6-8。

　　初始状态是这样的，0表示未占用：

　　簇号：　　1  2  3  4  5  6  7  8  9 10  11  12  13  14  15  16  17  18

　　逻辑编号：0  1  2  0  7  0  5  0 0   8   3   4   0  0   0   0   0   6 

　　一共整理到最后，磁盘的情况最后是这样的：

　　簇号：　　1  2  3  4  5  6  7  8  9 10  11  12  13  14  15  16  17  18

　　逻辑编号：1  2  3  4  5  6  7  8 0   0   0   0  0   0   0   0  0   0 

　　写一个程序得到整理好碎片最少需要多少步操作，并把这些操作打印出来。比如说第1个簇的内容放到第2个簇，打印出1 2。操作的定义是这样的：把一个簇的内容放到另个一个簇中，算是一步操作。

　　注意这里是Special Judge，意思是只要答案符合要求就行了，不必和SAMPLE中的OUTPUT一样也可以AC。

　　怎么才能找到最少的步数呢？我想了半天也没怎么想出来，于是看了看DISCUSS，总结以下：

　　遍历整个磁盘，设i为当前遍历的簇的编号，clusters为整个磁盘，clusters[i]表示第i个簇是否被占用，被哪个编号的文件片段占据。

　　(1) 如果clusters[i]为0，也就是未被使用，不进行处理。

　　(2) 如果clusters[i]为i，也就是已经到了整理好的状态，不进行处理。

　　(3) 如果clusters[i]不满足1和2，则又有两种情况。

　　　　情况一：磁盘使用情况成链：如图所示：

　　　　簇号：　　1  2  3  4  5  6 ...　　　　

　　　　逻辑编号：5  0  4  2  3  0 ...

　　　　第1个簇被第5个文件片断占据，第5个簇又被第3个文件片段占据，第3个簇又被第4个文件片段占据，第4个簇又被第2个文件片断占据，第2个簇未被占据。算法就很简单了，按照簇被访问的反方向：

　　　　clusters[2] = clusters[4]，clusters[4] = clusters[3]，clusters[3] = clusters[5]，

　　　　clusters[5] = clusters[1]，最后clusters[1] = 0。怎么样反方向呢，使用一个栈就好了。

　　　　情况二：磁盘使用情况成环：如图所示：

　　　　簇号：　　1  2  3  4  5  6 ...　　　　

　　　　逻辑编号：5  1  4  2  3  0 ...

　　　　这种情况跟情况一差不多，只是最后clusters[2]指向了第1个簇，这样就形成了一个环，这里只是需要额外处理一下，就像交换2个变量一样，先在从磁盘末尾找到1个空的簇，因为题目保证至少有一个空的簇，先把clusters[2]放到这个空的簇中，然后再执行情况1中的操作，最后再把空的簇的值赋给clusters[1]就好了。最后注意一点，如果操作次数为0，则需要输出一行信息。

Source Code

Problem: 1033		User: yangliuACMer
Memory: 420K		Time: 704MS
Language: C++		Result: Accepted

#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;

int clusters[10001];
int clusters_num, file_num;
int counter = 1, move_num = 0;//文件片段的其实编号和操作的总数
int next, i, j, t, n;
stack<int> s;

void deal(){
	while(!s.empty()){
	t = s.top();
	cout<<t<<" "<<next<<endl;
	clusters[next] = clusters[t];
	next = t;
	s.pop();
	move_num++;
	}
}

void work(){
		for(i = 1; i <= clusters_num; i++){
		if(clusters[i] == i){//刚好放在了目标位置，无需移动
			continue;
		}
		else if(clusters[i] != 0){
			s.push(i);
			next = clusters[i];
			
			bool is_circled = false;//下面判断是否出现了环
			while(true){
				if(clusters[next] == i){
					is_circled = true;
					break;
				} else if(clusters[next] == 0){
					is_circled = false;
					break;
				}
				s.push(next);
				next = clusters[next];//有用数组模仿链表的思想
			}
			if(is_circled == true){//有环的情况
				for(j = clusters_num; j >=0; j--){
					if(clusters[j] == 0) break;//从后向前找一个空位置，为解开环做准备
				}
				cout<<next<<" "<<j<<endl;
				clusters[j] = clusters[next];
				deal();
				clusters[next] = clusters[j];//把开始的结点移动回去
				clusters[j] = 0;
				cout<<j<<" "<<next<<endl;
			} else {//没有环的情况
				deal();
				clusters[next] = 0;
			}
		}
	}
	if(move_num == 0) cout<<"No optimization needed"<<endl;//开始因为输出格式中needed写成need 而WA一次，太粗心了！！！
}

int main(){
	cin>>clusters_num>>file_num;
	for(i = 0; i < file_num; i++){
		cin>>n;
		for(j = 0; j < n; j++){
			cin>>t;
			clusters[t] = counter++;
		}
	}
	work();
	return 0;
}