POJ 1033 Defragment
分析转自：http://www.cnblogs.com/damacheng/archive/2010/09/24/1833983.html
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，这里只是需要额外的
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。
Code：
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stack>
#include <cmath>
#include <map>
#include <set>
#define LL long long
#define pb push_back
#define pf push_front
#define Max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
#define Min(a,b) ((a)<(b)?(a):(b))
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int maxn=10005;
int clu[maxn];
int n,k,tot,oper;
stack<int>stk;
void solve()
{
for(int i=1;i<=n;i++){
if(clu[i]==i||clu[i]==0) continue;
oper++;
stk.push(i);
int nxt=clu[i];
bool iscircle=false;
while(true){
if(clu[nxt]==0) break;
else if(clu[nxt]==i){iscircle=true;break;}
stk.push(nxt);
nxt=clu[nxt];
}
if(iscircle){
int j;
for(j=n;j>0;j--){
if(!clu[j]) break;
}
clu[j]=clu[nxt];
printf("%d %d\n",nxt,j);
while(!stk.empty()){
int from=stk.top(); stk.pop();
printf("%d %d\n",from,nxt);
clu[nxt]=nxt;
nxt=from;
}
printf("%d %d\n",j,nxt);
clu[j]=0; clu[nxt]=nxt;
}
else {
while(!stk.empty()){
int from=stk.top(); stk.pop();
printf("%d %d\n",from,nxt);
clu[nxt]=nxt;
nxt=from;
}
clu[nxt]=0;
}
}
if(!oper) printf("No optimization needed\n");
}
int main()
{
int num,x;
tot=0; oper=0;
scanf("%d %d",&n,&k);
for(int i=1;i<=n;i++) clu[i]=0;
while(k--){
scanf("%d",&num);
while(num--){
scanf("%d",&x);
clu[x]=++tot;
}
}
solve();
return 0;
}