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#S0111. 【20NOIP提高组】移球游戏

    传统题 难度: 提高+ 标签>一本通构造步骤与充分性分治、合并与递归分解循环不变量证明
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S0111 · 【20NOIP提高组】移球游戏

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小 C 正在玩一个移球游戏,他面前有 n+1n + 1 根柱子,柱子从 1∼n+11 \sim n + 1 编号,其中11 号柱子、22 号柱子、· · ·、nn 号柱子上各有 mm 个球,它们自底向上放置在柱子上,n+1n + 1号柱子上初始时没有球。这 n×mn × m 个球共有 nn 种颜色,每种颜色的球各 mm 个。 初始时一根柱子上的球可能是五颜六色的,而小 C 的任务是将所有同种颜色的球移到同一根柱子上,这是唯一的目标,而每种颜色的球最后放置在哪根柱子则没有限制。 小 C 可以通过若干次操作完成这个目标,一次操作能将一个球从一根柱子移到另一根柱子上。更具体地,将 xx 号柱子上的球移动到 yy 号柱子上的要求为:

  1. xx 号柱子上至少有一个球;
  2. yy 号柱子上至多有 m−1m − 1 个球;
  3. 只能将 xx 号柱子最上方的球移到 yy 号柱子的最上方。 小 C 的目标并不难完成,因此他决定给自己加加难度:在完成目标的基础上,使用的操作次数不能超过 820000820000。换句话说,小 C 需要使用至多 820000 次操作完成目标。 小 C 被难住了,但他相信难不倒你,请你给出一个操作方案完成小 C 的目标。合法的方案可能有多种,你只需要给出任意一种,题目保证一定存在一个合法方案。

输入

第一行两个用空格分隔的整数 nn,mm。分别表示球的颜色数、每种颜色球的个数。 接下来 nn 行每行 mm 个用单个空格分隔的整数,第 ii 行的整数按自底向上的顺序依次给出了 ii 号柱子上的球的颜色。

输出

本题采用自定义校验器(special judge)评测。 你的输出的第一行应该仅包含单个整数 kk,表示你的方案的操作次数。你应保证0≤k≤8200000 ≤ k ≤ 820000。 接下来 kk 行每行你应输出两个用单个空格分隔的正整数 xx, yy,表示这次操作将 xx 号柱子最上方的球移动到 yy 号柱子最上方。你应保证 1≤x,y≤n+11 ≤ x, y ≤ n + 1 且 xx≠yy。

输入样例

2 3
1 1 2
2 1 2

输出样例

6
1 3
2 3
2 3
3 1
3 2
3 2

提示

【样例解释】 柱子中的内容为:按自底向上的顺序依次给出柱子上每个球的颜色。

操作1号柱子2号柱子3号柱子
初始 1 1 2 2 1 2
1 3 1 1 2 1 2 2
2 3 1 1 2 1 2 2
2 3 1 1 22 2 1
3 1 1 1 1 2 2 2
3 21 1 1 2 22
3 21 1 12 2 2
【数据范围】 对于所有测试点,保证 $2 ≤ n ≤ 50$,$2 ≤ m ≤ 400$。 【校验器】 为了方便选手测试,我们下发了checker.cpp文件,选手可以编译该程序,并使用它校验自己的输出文件。但请注意它与最终评测时所使用的校验器并不完全一致。你也不需要关心其代码的具体内容。 编译命令为:g++ checker.cpp −o checker。 checker 的使用方式为:checker <iuputfile> <outputfile>,参数依次表示输入文件与你的输出文件。 若你输出的数字大小范围不合法,则校验器会给出相应提示。若你的输出数字大小范围正确,但方案错误,则校验器会给出简要的错误信息: 1. A x,表示进行到第 x 个操作时不合法。 2. B x,表示操作执行完毕后第 x 个柱子上的球不合法。 若你的方案正确,校验器会给出OK。 【下载】 下载附加文件

评测数据说明

本题使用按题意独立构造、以独立程序核对的训练数据及公开样例,共5个测试点,非原站或官方原始数据。总分100分。