题解转自：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。
1 #include<iostream>
2 #include<cstdio>
3 #include<cstdlib>
4 #include<cstring>
5 #include<string>
6 #include<queue>
7 #include<algorithm>
8 #include<map>
9 #include<iomanip>
10 #include<climits>
11 #include<string.h>
12 #include<numeric>
13 #include<cmath>
14 #include<stdlib.h>
15 #include<vector>
16 #include<stack>
17 #include<set>
18 #define FOR(x, b, e) for(int x=b;x<=(e);x++)
19 #define REP(x, n) for(int x=0;x<(n);x++)
20 #define INF 1e7
21 #define MAXN 100010
22 #define maxn 1000010
23 #define Mod 1000007
24 #define N 1010
25 using namespace std;
26 typedef long long LL;
27
28 int n, m;
29 int c[10010];
30 int tmp;
31 int k;
32 int num;
33
34 void gao()
35 {
36 int next;
37 num = 0;
38 stack<int> s;
39 for (int i = 1; i <= n; ++i) {
40 if (c[i] == i || c[i] == 0) continue;
41 s.push(i);
42 next = c[i];
43 bool is_circle = false;
44 while (true) {
45 if (c[next] == i) { //比如3放5 5放3，形成了一个环
46 is_circle = true;
47 break;
48 }
49 else if (c[next] == 0) {
50 is_circle = false;
51 break;
52 }
53 s.push(next);
54 next = c[next];
55 }
56 int j;
57 if (is_circle == true) {
58 for (j = n; j >= 1; --j)
59 if (c[j] == 0) break;
60 printf("%d %d\n", next, j);
61 c[j] = c[next];
62 while (!s.empty()) {
63 int t = s.top();
64 s.pop();
65 printf("%d %d\n",t,next);
66 c[next] = c[t];
67 next = t;
68 num++;
69 }
70 c[next] = c[j];
71 c[j] = 0;
72 printf("%d %d\n", j, next);
73 }
74 else {
75 while (!s.empty()) {
76 int t = s.top();
77 s.pop();
78 printf("%d %d\n", t, next);
79 c[next] = c[t];
80 next = t;
81 num++;
82 }
83 c[next] = 0;
84 }
85 }
86 if (num == 0) puts("No optimization needed");
87 }
88
89 int main()
90 {
91 int tt;
92 cin >> n >> m;
93 k = 1;
94 for (int i = 0; i < m; ++i) {
95 cin >> tmp;
96 for (int i = 0; i < tmp; ++i) {
97 cin >> tt;
98 c[tt] = k++;
99 }
100 }
101 gao();
102 return 0;
103 }