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Desafio bolhas - Unipe - P4 - Estrutura de dados II

Desafio bolhas

Unipe - P4 - Estrutura de dados II
Professora: Lisieux Andrade
Repositório: GitHub
Fonte: SPOJ

Descrição

Uma das operações mais frequentes em computação é ordenar uma sequência de objetos. Por- tanto, não é surpreendente que essa operação seja também uma das mais estudadas.

Um algoritmo bem simples para ordenação é chamado Bubblesort. Ele consiste de vários turnos. A cada turno o algoritmo simplesmente itera sobre a sequência trocando de posição dois elementos consecutivos se eles estiverem fora de ordem. O algoritmo termina quando nenhum elemento trocou de posição em um turno.

O nome Bubblesort (ordenação das bolhas) deriva do fato de que elementos menores ("mais leves") movem-se na direção de suas posições finais na sequência ordenada (movem-se na direção do início da sequência) durante os turnos, como bolhas na água. A figura abaixo mostra uma implementação do algoritmo em pseudo-código:

Para i variando de 1 a N faça
	Para j variando de N - 1 a i faça
		Se seq[j - 1] > seq[j] então
			Intercambie os elementos seq[j - 1] e seq[j]
		Fim-Se
	Fim-Para
	Se nenhum elemento trocou de lugar então
		Final do algoritmo
	Fim-Se
Fim-Para

Por exemplo, ao ordenar a sequência $[5, 4, 3, 2, 1]$ usando o algoritmo acima, quatro turnos são necessários. No primeiro turno ocorrem quatro intercâmbios: 1 x 2, 1 x 3, 1 x 4 e 1 x 5; no segundo turno ocorrem três intercâmbios: 2 x 3, 2 x 4 e 2 x 5; no terceiro turno ocorrem dois intercâmbios: 3 x 4 e 3 x 5; no quarto turno ocorre um intercâmbio: 4 x 5; no quinto turno nenhum intercâmbio ocorre e o algoritmo termina.

Embora simples de entender, provar correto e implementar, o algoritmo bubblesort é muito ineficiente: o número de comparações entre elementos durante sua execução é, em média, diretamente proporcional a $N^2$, onde $N$ é o número de elementos na sequência.

Você foi requisitado para fazer uma "engenharia reversa" no bubblesort, ou seja, dados o comprimento da sequência, o número de turnos necessários para a ordenação e o número de intercâmbios ocorridos em cada turno, seu programa deve descobrir uma possível sequência que, quando ordenada, produza exatamente o mesmo número de intercâmbios nos turnos.

Entrada

A entrada contém vários casos de teste. A primeira linha de um caso de teste contém dois inteiros N e M que indicam respectivamente o número de elementos $(1 ≤ N ≤ 100.000)$ na sequência que está sendo ordenada, e o número de turnos $(0 ≤ M ≤ 100.000)$ necessários para ordenar a sequência usando bubblesort. A segunda linha de um caso de teste contém $M$ inteiros $Xi$, indicando o número de intercâmbios em cada turno i $(1 ≤ Xi ≤ N - 1$, para $1 ≤ i ≤ M)$.

O final da entrada é indicado por $N = M = 0$.

A entrada deve ser lida da entrada padrão.

Saída

Para cada caso de teste da entrada seu programa deve produzir uma linha na saída, contendo uma permutação dos números ${1, 2, . . . , N }$, que quando ordenada usando bubblesort produz o mesmo número de intercâmbios no mesmo número de turnos especificados na entrada. Ao imprimir a permutação, deixe um espaço em branco entre dois elementos consecutivos. Se mais de uma permutação existir, imprima a maior na ordem lexicográfica padrão para sequências de números (a ordem lexicográfica da permutação $a_1, a_2, . . . a_N$ é maior do que a da permutação $b_1, b_2, . . . b_N$ se para algum $1 ≤ i ≤ N$ temos $a_i > b_i$ e o prefixo $a_1, a_2, . . . a_{i-1}$ é iqual ao prefixo $b_1, b_2, . . . b_{i-1}$).

Em outras palavras, caso exista mais de uma solução, imprima aquela onde o primeiro elemento da permutação é o maior possível. Caso exista mais de uma solução satisfazendo essa restrição, imprima, dentre estas, aquela onde o segundo elemento é o maior possível. Caso exista mais de uma solução satisfazendo as duas restrições anteriores, imprima, dentre estas, a solução onde o terceiro elemento é o maior possível, e assim sucessivamente.

Para toda entrada haverá pelo menos uma permutação solução.

A saída deve ser escrita na saída padrão.

Exemplo

Entrada:
3 1
1
5 4
4 3 2 1
6 5
2 2 2 2 1
0 0

Saída:
2 1 3
5 4 3 2 1
6 5 1 2 3 4