Алгоритмы сортировки

В правильном N-угольнике провели некоторые диагонали так, что он оказался разбит на треугольники. Изначально стороны N-угольника и все его диагонали черные.

Разрешается выбрать четырехугольник, в котором ровно одна диагональ, и при этом эта диагональ черного цвета (сам четырехугольник не обязан быть полностью черным) и проделать с ним следующее: заменить диагональ на противоположную (т.е. если сам четырехугольник был ABCD и в нем была диагональ AC, то она меняется на диагональ BD), после чего перекрасить стороны этого четырехугольника и новую диагональ в красный цвет.

Требуется определить, можно ли с помощью таких операций сделать так, чтобы все отрезки (т.е. стороны N-угольника и изображенные диагонали) стали красными, и не осталось бы ни одного черного отрезка. А если это возможно, то какое минимальное количество операций для этого требуется.

Входные данные
Вводится сначала число N (3≤N≤30000). Далее идет описание N–3 проведенных диагоналей. Каждая диагональ описывается двумя натуральными числами — номерами вершин, которые она соединяет. Гарантируется, что проведенные диагонали внутри N-угольника не пересекаются.

Выходные данные
Выведите минимальное число действий, необходимое для того, чтобы перекрасить весь N-угольник и все его диагонали. Если перекрасить многоугольник указанным способом невозможно, выведите одно число –1 (минус один).

Вася коллекционирует спичечные этикетки. Для этого у него есть N альбомов вместимостью K₁, K₂, ..., K_N этикеток. Вася хочет, чтобы в случае утери одного любого альбома каждая этикетка осталась у него хотя бы в одном экземпляре. Для этого он покупает каждую этикетку в двух экземплярах, и наклеивает их в два разных альбома. Какое максимальное количество различных этикеток при этом может оказаться в его коллекции?

Входные данные
В первой строке  содержится  число N  – количество альбомов.  Во второй строке идет N чисел K₁, K₂, ..., K_N, задающих вместимости альбомов. N  – натуральное число из диапазона от 2 до 1000. Вместимость каждого альбома задается натуральным числом, суммарная вместимость всех альбомов не превышает 100000 этикеток.

Выходные данные
Выведите сначала число E  – максимальное количество различных этикеток, которое может собрать Вася с соблюдением выдвинутого условия. Затем выведите E пар чисел  – каждая пара чисел задает номера двух альбомов, куда будет вклеена очередная этикетка.

Как известно, красить забор Тому Сойеру помогали многочисленные друзья. Каждый друг покрасил неcколько подряд идущих досок, при этом какие-то доски могли быть покрашены несколько раз, а какие-то доски могли остаться непокрашенными. Определите общее количество покрашенных досок.

Входные данные
В первой строке содержится натуральное число N ≤ 10⁵  – количество друзей Тома Сойера. Далее идет N пар целых неотрицательных чисел  – номер (от начала забора) доски, с которой друг начал красить забор и номер доски, на которой он закончил покраску. Каждый друг покрасил непрерывный участок забора, включая две заданные доски. Номера досок  – целые числа от 1 до 10⁹.

Выходные данные
Программа должна вывести единственное число  – суммарное количество покрашенных досок.

Имеется стопка оладий. Необходимо сделать из них правильную стопку: каждая оладья должна быть не больше всех оладий, находящихся под нею. Все оладьи круглые, поэтому размер оладьи определяется ее диаметром.

Сортировка стопки осуществляется серией “переворотов” оладий. Переворот заключается в том, что вы помещаете лопатку между двумя оладьями и переворачиваете всю стопку, оказавшуюся на лопатке, то есть меняете порядок следования оладий над лопаткой на обратный.

Стопка определяется заданием диаметра каждой оладьи в стопке в порядке следования (сверху вниз). Переворачивание определяется количеством оладий, которое переворачивается. Например, из стопки 7 3 9 1 5 переворачиванием трех оладий получится стопка 9 3 7 1 5.

Вам дана стопка оладий, выведите последовательность переворачиваний (то есть количество оладий, которое нужно переворачивать за один раз), сортирующую данную стопку.

Входные данные
Первая строка входных данных содержит натуральное число N (1 ≤ N ≤ 1000)  – количество оладий в стопке. Далее идет N натуральных чисел, не превосходящих 10⁹  – размеры оладий в стопке (сверху вниз). 

Выходные данные
Ваша программа должна вывести последовательность натуральных чисел, не превосходящих N, соответствующую количеству оладий, которое необходимо переворачивать для правильной сортировки стопки.

На конференции работников народного образования с докладами об очередном улучшении финансирования школ желает выступить N министров правительства. Но поскольку министры, как правило, очень заняты, то каждый из министров назначил время, когда он хочет выступить с докладом. Естественно, министры не смогли распределить время между собой, поэтому заявленные ими времена пересекаются. Перед вами стоит задача выбрать из всех поданных заявок несколько непересекающихся, при этом максимизировать число выбранных заявок.

Входные данные
Первая строка входных данных содержит натуральное число N ≤ 10000. Далее идет N строк, каждая из которых содержит два целых числа S_i и T_i, 0 ≤ S_i < T_i ≤ 10⁹. Каждая строка соответствует одной заявке с номером i (1 ≤ i ≤ N), S_i является временем начала заявки, T_i  – временем ее окончания.

Программа должна найти подмножество множества {1, 2, ..., n}, содержащее наибольшее число элементов, такое, что для любых двух элементов i и j из найденного подмножества верно одно из двух неравенств: T_i ≤ S_j или T_j ≤ S_i. Указанные неравенства означают, что заявки с номерами i и j не пересекаются, то есть одна из них заканчивается не позднее, чем начинается другая. При этом время окончания одной удовлетворенной заявки может совпадать со временем начала другой заявки (один министр на трибуне меняется на другого министра). 

Выходные данные
Программа должна вывести номера удовлетворенных заявок в произвольном порядке, разделяя их пробелами. Заявки нумеруются, начиная с 1.

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	5 15 25 20 30 10 20 30 40 25 35	3 2 4

Вася написал на длинной полоске бумаги большое число и решил похвастаться своему старшему брату Пете этим достижением. Но только он вышел из комнаты, чтобы позвать брата, как его сестра Катя вбежала в комнату и разрезала полоску бумаги на несколько частей. В результате на каждой части оказалось одна или несколько идущих подряд цифр. Теперь Вася не может вспомнить, какое именно число он написал. Только помнит, что оно было очень большое. Чтобы утешить младшего брата, Петя решил выяснить, какое максимальное число могло быть написано на полоске бумаги перед разрезанием. Помогите ему!

Входные данные
Входные данные представляют собой одну или более строк, каждая из которых содержит последовательность цифр. Количество строк во входном файле не превышает 100, каждая строка содержит от 1 до 100 цифр. Гарантируется, что хотя бы в одной строке первая цифра отлична от нуля.

Выходные данные
Выведите одну строку  – максимальное число, которое могло быть написано на полоске перед разрезанием.

Отсортируйте данный массив. Используйте быструю сортировку.

Входные данные
Первая строка входных данных содержит количество элементов в массиве N, N ≤ 10⁵. Далее идет N целых чисел, не превосходящих по абсолютной величине 10⁹. 

Выходные данные
Выведите эти числа в порядке неубывания.

Для сортировки последовательности чисел широко используется быстрая сортировка - QuickSort. Далее приведена программа, которая сортирует массив a, используя этот алгоритм.

var
   a : array [1..N] of integer;

   procedure QSort(left, right : integer);
   var
      i, j : integer;
      key : integer;
      buf : integer;
   begin
      key := a[(left + right) div 2];
      i := left;
      j := right;
      repeat
         while a[i] < key do    {первый while}
            inc(i); 
         while key < a[j] do    {второй while}
            dec(j); 
         if i <= j then begin
            buf := a[i];
            a[i] := a[j];
            a[j] := buf;
            inc(i);
            dec(j);
         end;
      until i > j;

      if left < j then
         QSort(left, j);
      if i < right then
         QSort(i, right);
   end;

begin
   ...
   QSort(1, N);
end.


Хотя QuickSort является самой быстрой сортировкой в среднем, существуют тесты, на которых она работает очень долго. Оценивать время работы алгоритма будем количеством сравнений с элементами массива (то есть суммарным количеством сравнений в первом и втором while). Требуется написать программу, генерирующую тест, на котором быстрая сортировка сделает наибольшее число таких сравнений.

Входные данные
В первой строке находится единственное число N.

Ограничения: 1 <= N <= 70 000.

Выходные данные
Вывести перестановку чисел от 1 до N, на которой быстрая сортировка выполнит максимальное число сравнений. Если таких перестановок несколько, вывести любую из них.

Даны N натуральных чисел. Найти минимальное натуральное число, не представимое суммой никаких из этих чисел, если в эту сумму каждое исходное число может входить не более одного раза.
(1 <= N <= 10 000, значения исходных чисел от 1 до 1 000 000 000.)

Входные данные
В первой строке находится число N, в следующих N строках - по одному натуральному числу.

Выходные данные
Вывести одно число.

Дано N прямоугольников со сторонами, параллельными осям координат. Требуется определить площадь фигуры, образованной объединением данных прямоугольников.

Входные данные
В первой строке находится число прямоугольников - N. Затем идут N строк, содержащих по 4 числа: x₁, y₁, x₂, y₂ - координаты двух противоположных углов прямоугольника. 1 <= N <= 100, координаты целые и по абсолютному значению не превосходят 10 000.

Выходные данные
Вывести одно число - площадь фигуры.

На числовой прямой окрасили N отрезков. Известны координаты левого и правого концов каждого отрезка (L_i и R_i). Найти длину окрашенной части числовой прямой.

Входные данные
В первой строке находится число N, в следующих N строках - пары L_i и R_i. L_i и R_i - целые, -1 000 000 000 <= L_i <= R_i <= 1 000 000 000, 1 <= N <= 15 000

Выходные данные
Вывести одно число - длину окрашенной части прямой.

Организаторы детского праздника планируют надуть для него M воздушных шариков. С этой целью они пригласили N добровольных помощников, i-й среди которых надувает шарик за Ti минут, однако каждый раз после надувания Zi шариков устает и отдыхает Yi минут. Теперь организаторы праздника хотят узнать, через какое время будут надуты все шарики при наиболее оптимальной работе помощников, и сколько шариков надует каждый из них. (Если помощник надул шарик, и должен отдохнуть, но больше шариков ему надувать не придется, то считается, что он закончил работу сразу после окончания надувания последнего шарика, а не после отдыха).

Входные данные
В первой строке входных данных задаются числа M и N (0 <= M <= 15000, 1 <= N <= 1000). Следующие N строк содержат по три целых числа - T_i, Z_i и Y_i  соответственно (1 <= T_i, Y_i <= 100, 1 <= Z_i <= 1000).

Выходные данные
Выведите в первой строке число T - время, за которое будут надуты все шарики. Во второй строке выведите N чисел - количество шариков, надутых каждым из приглашенных помощников. Разделяйте числа пробелами. Если распределений шариков несколько, выведите любое из них.

Компания Macrohard выпустила новую версию своего редактора Nottoobad, который понимает некоторые голосовые команды. К сожалению, этих команд всего две - "повторить последнее слово" и "стереть последний символ". Причем при исполнении команды "повторить последнее слово" редактор автоматически вставляет пробел, который разделяет слова.

Однако компания утверждает, что с помощью этого редактора можно набирать текст, нажимая клавиши на клавиатуре гораздо реже. Например, чтобы набрать фразу "this thin thing" достаточно нажать на клавиши на клавиатуре всего 6 раз:


Чтобы повысить популярность своего продукта, компания решила провести конкурс, победителем которого станет тот, кто сможет набрать заданный набор слов в редакторе за наименьшее количество нажатий на клавиши. Причем первое слово зафиксировано, а остальные могут быть набраны в произвольном порядке. То есть, если надо набрать слова "apple", "plum" и "apricote", то первым надо набрать "apple", а слова "plum" и "apricote" можно поменять местами.

Поскольку Вы собираетесь участвовать в конкурсе, и у Вас есть знакомый в компании, который сообщил Вам по секрету набор слов, которые надо будет набрать, то неплохо бы написать программу, которая найдет порядок набора слов, при котором количество нажатий на клавиши будет минимальным.

Входные данные
В первой строке входных данных задано число N (1 <= N <= 100) – количество слов, которые предстоит набрать. Следующие N строк содержат слова – последовательности маленьких латинских букв, не длиннее 100 символов. Помните, что первое слово необходимо набрать первым!

Выходные данные
Выведите в первой строке число – минимальное количество нажатий на клавиши, которое придется совершить, чтобы набрать все указанные слова в редакторе Nottoobad. На следующих строках выведите слова в том порядке, в котором их следует набирать для достижения этого количества нажатий. Если решений несколько, выведите любое из них.

Штаб гражданской обороны Тридесятой области решил обновить план спасения на случай ядерной атаки. Известно, что все n селений Тридесятой области находятся вдоль одной прямой дороги. Вдоль дороги также расположены m бомбоубежищ, в которых жители селений могут укрыться на случай ядерной атаки.

Чтобы спасение в случае ядерной тревоги проходило как можно эффективнее, необходимо для каждого селения определить ближайшее к нему бомбоубежище.

Входные данные
В первой строке вводится число n - количество селений (1 <= n  <= 100000). Вторая строка содержит n различных целых чисел, i-е из этих чисел задает расстояние от начала дороги до i-го селения. В третьей строке входных данных задается число m - количество бомбоубежищ (1 <= m <= 100000). Четвертая строка содержит m различных целых чисел, i-е из этих чисел задает расстояние от начала дороги до i-го бомбоубежища. Все расстояния положительны и не превышают 10⁹. Селение и убежище могут располагаться в одной точке.

Выходные данные
Выведите n чисел - для каждого селения выведите номер ближайшего к нему бомбоубежища. Бомбоубежища пронумерованы от 1 до m в том порядке, в котором они заданы во входных данных.

Множество на плоскости называется выпуклым, если вместе с любыми двумя точками оно содержит также и отрезок, соединяющий эти точки. Минимальное по включению выпуклое множество, содержащее заданное множество точек \(X\), называется выпуклой оболочкой множества \(X\).

В этой задаче вам требуется найти выпуклую оболочку множества точек, принадлежащих заданному набору углов.

Углом называется геометрическая фигура, образованная двумя лучами, выходящими из одной точки. Эта точка называется вершиной угла.

На рисунке слева приведены два угла, на рисунке справа изображена их выпуклая оболочка.

Формат выходных данных
Выведите границу выпуклой оболочки в виде последовательности направленных лучей, прямых и отрезков. Никакие два объекта в выходном файле не должны лежать на одной прямой. Все отрезки должны иметь длину больше нуля. Объекты должны быть перечислены в таком порядке, чтобы начало каждого следующего совпадало с концом предыдущего. Все числа должны быть целыми и не превосходить \(10^5\) по абсолютной величине. При проходе вдоль описанной границы выпуклая оболочка углов должна быть справа.

На первой строке выведите \(l\) — количество объектов в ответе. Следующие \(l\) строк должны содержать описание объектов. Объекты описываются следующим образом:

• Отрезок: <<segment \(x_1\) \(y_1\) \(x_2\) \(y_2\)>>, где \((x_1, y_1)\) и \((x_2, y_2)\) — концы отрезка, отрезок считается направленным от \((x_1, y_1)\) к \((x_2, y_2)\).

• Луч, направленный от начала: <<outray \(x_1\) \(y_1\) \(x_2\) \(y_2\)>>, где \((x_1, y_1)\) — начало луча, а \((x_2, y_2)\) — произвольная точка на луче, отличная от начала.

• Луч, направленный к началу: <<inray \(x_1\) \(y_1\) \(x_2\) \(y_2\)>>, где \((x_2, y_2)\) — начало луча, а \((x_1, y_1)\) — произвольная точка на луче, отличная от начала.

• Прямая: <<line \(x_1\) \(y_1\) \(x_2\) \(y_2\)>>, где \((x_1, y_1)\) и \((x_2, y_2)\) — две точки на прямой, причем при движении вдоль прямой в ее направлении точка \((x_1, y_1)\) следует ранее точки \((x_2, y_2)\).

Если выпуклой оболочкой является вся плоскость, то выведите \(l = 0\).

Назовем таблицу из N  x M  чисел отсортированной, если любое число в таблице не меньше каждого из чисел, стоящих одновременно выше и левее данного числа (см. пример). Дана таблица чисел. Требуется переставить числа так, чтобы таблица оказалась отсортированной. Если способов несколько, нужно привести любой из них.

Входные данные
Вводятся сначала два числа N  и M  (натуральные, не превосходящие 30), а затем N  строк по M  разделенных пробелами чисел в каждой. Числа целые и не превышают по модулю 10000.

Выходные данные
Вывести N  строк по M разделенных пробелами чисел в каждой строке.

Мальчик Антон решает вступительную работу в летний математический лагерь. В ней N заданий, которые можно выполнять в произвольном порядке. Разные задачи требуют разного времени для решения. При этом известно, что если задание с номером i выполнять j-м по счету, Антону потребуется T_i*j
 времени: чем больше думаешь, тем больше устаешь. Например, если начать с первой задачи, а затем выполнить вторую, то потребуется T₁*1 + T₂*2 времени, а если выполнить сначала вторую задачу, а затем первую – то T₂*1 + T₁*2. Подскажите Антону, в каком порядке нужно решать задачи, чтобы на выполнение всей работы ушло как можно меньше времени.

Входные данные
В первой строке вводится число N, во второй строке —N чисел через пробел T₁, T₁, …, T_N, разделенные пробелами. Все числа целые и удовлетворяют следующим ограничениям: 0 < N ≤ 10, 0 < T_i ≤ 100.

Выходные данные
Требуется вывести сначала минимальное время, за которое можно решить все задачи, а затем – номера задач в том порядке, в котором их нужно решать, чтобы уложиться в это время. Все числа разделяются пробелами. Если решений несколько, нужно выдать любое из них.

Примеры

№	Входные данные	Выходные данные
1	1 23	23 1
2	2 52 37	126 1 2

В ежегодном чемпионате Флатландии (которая, естественно, является плоским миром) по космическим гонкам "Формула-3" участвуют N космических скутеров, имеющие форму треугольников. До начала гонок скутеры занимают положение в стартовой зоне согласно результатам жеребьевки.


Скутеры стартуют строго по порядку. Каждый скутер,получив команду «старт», уезжает в положительном направлении оси Ox. Следующий скутер стартует лишь тогда, когда предыдущий покинет стартовую зону. Скутеры уезжают строго параллельно оси Ox, скутеры в стартовой зоне не поворачивают и не разворачиваются.

Естественно, что если в момент старта на пути скутера окажется другой скутер, то произойдет авария (даже если скутер заденет лишь угол другого скутера своим углом).

Для уменьшения опасности столкновения скутеров на старте строго соблюдается следующее правило: прямые, параллельные оси Ox и пересекающие какой-то скутер, должны в совокупности пересекать не более 100 других скутеров (прямая, проходящая через одну точку скутера также считается прямой, пересекающей скутер). Например, на приведенном рисунке прямые, параллельные Ox и пересекающие скутер 2, проходят через 2 других скутера (1 и 3), а прямые, проходящие через скутер 1, проходят только через один другой скутер (номер 2).

Главный Судья гонок хочет определить порядок, в котором должны стартовать скутеры, чтобы аварии не произошло. Например, в ситуации, приведенной на рисунке, сначала должен стартовать скутер номер 2 (если попытается стартовать скутер номер 1 или 3, то он столкнется со скутером номер 2). После этого скутеры 1 и 3 могут стартовать в любом порядке (они друг другу не мешают).

Помогите Главному Судье — напишите программу, которая определит какой-нибудь порядок старта скутеров, чтобы аварии не произошло.

Входные данные
В первой строке вводится натуральное число N( 1 ≤ N ≤ 30 000).

В каждой из следующих N строк содержится по 6 чисел: x₁, y₁, x₂, y₂, x₃, y₃ – координаты трех вершин скутера на старте, целые числа, не превосходящие по модулю 10⁶. В начальный момент скутеры не задевают друг друга.

Выходные данные
Выведите через пробел N чисел – номера скутеров в том порядке, в котором они могут стартовать. Если решений несколько, выведите одно любое из них. Если решений нет, выведите одно число -1.

Примечание
Первый тест соответствует приведенному рисунку. Ответ 2 3 1 в этом тесте также является правильным
 

На вокзале есть K тупиков, куда прибывают электрички. Этот вокзал является их конечной станцией, поэтому электрички, прибыв, некоторое время стоят на вокзале, а потом отправляются в новый рейс (в ту сторону, откуда прибыли).

Дано расписание движения электричек, в котором для каждой электрички указано время ее прибытия, а также время отправления в следующий рейс. Электрички в расписании упорядочены по времени прибытия. Поскольку вокзал — конечная станция, то электричка может стоять на нем довольно долго, в частности, электричка, которая прибывает раньше другой, отправляться обратно может значительно позднее.

Тупики пронумерованы числами от 1 до K. Когда электричка прибывает, ее ставят в свободный тупик с минимальным номером. При этом если электричка из какого-то тупика отправилась в момент времени X, то электричку, которая прибывает в момент времени X, в этот тупик ставить нельзя, а электричку, прибывающую в момент X+1 — можно.

Напишите программу, которая по данному расписанию для каждой электрички определит номер тупика, куда прибудет эта электричка.

Входные данные
Сначала вводятся число K — количество тупиков и число N — количество электропоездов (1≤K≤100000, 1≤N≤100000). Далее следуют N строк, в каждой из которых записано по 2 числа: время прибытия и время отправления электрички. Время задается натуральным числом, не превышающим 10⁹. Никакие две электрички не прибывают в одно и то же время, но при этом несколько электричек могут отправляться в одно и то же время. Также возможно, что какая-нибудь электричка (или даже несколько) отправляются в момент прибытия какой-нибудь другой электрички. Время отправления каждой электрички строго больше времени ее прибытия.

Все электрички упорядочены по времени прибытия. Считается, что в нулевой момент времени все тупики на вокзале свободны.

Выходные данные
Выведите N чисел — по одному для каждой электрички: номер тупика, куда прибудет соответствующая электричка. Если тупиков не достаточно для того, чтобы организовать движение электричек согласно расписанию,  выведите два числа: первое должно равняться 0 (нулю), а второе содержать номер первой из электричек, которая не сможет прибыть на вокзал.