編程之美——烙餅排序問題

題目如下圖所示

java實現：

public class Cakes_Test {
    private Integer[] m_CakeArray = null;//烙餅信息數組
    private Integer m_nCakeCnt;//烙餅個數
    private Integer m_nMaxSwap;//最多交換次數，最多爲m_nCakeCnt * 2
    private Integer[] m_SwapArray = null;//交換結果數組
    private Integer[] m_ReverseCakeArray = null;//中間交換結果數組
    private Integer[] m_ReverseCakeArraySwap = null;//中間交換結果數組
    private Integer m_nSearch;
    
    public Cakes_Test(){
        this.m_nCakeCnt = 0;
        this.m_nMaxSwap = 0;
    }
    
    void run(Integer[] pCakeArray, int nCakeCnt){
        init(pCakeArray, nCakeCnt);
        
        m_nSearch = 0;
        serch(0);
    }

    private void init(Integer[] pCakeArray, int nCakeCnt) {
        if(pCakeArray == null || nCakeCnt <= 0){
            return;
        }
        
        m_nCakeCnt = nCakeCnt;
        
        m_CakeArray = pCakeArray;
        
        m_nMaxSwap = upBound(m_nCakeCnt);
        
        m_SwapArray = new Integer[m_nMaxSwap];
        
        m_ReverseCakeArray = m_CakeArray;
        
        m_ReverseCakeArraySwap = new Integer[m_nMaxSwap];
        
    }

    private Integer upBound(Integer m_nCakeCnt2) {
        return 2 * m_nCakeCnt2;
    }
    
    private int lowerBound(Integer[] m_ReverseCakeArray2,
            Integer m_nCakeCnt2) {
        int result = 0;
        for (int i = 1; i < m_nCakeCnt2; i++){
            int t = m_ReverseCakeArray2[i] - m_ReverseCakeArray2[i - 1];
            if((t == 1) || (t == -1)){
                
            }else{
                result++;
            }
        }
        return result;
    }

    private void serch(int step) {
        m_nSearch++;
        
        int nEstimate = lowerBound(m_ReverseCakeArray, m_nCakeCnt);
        if(step + nEstimate >= m_nMaxSwap)
            return;
        
        if(isSorted(m_ReverseCakeArray, m_nCakeCnt)){
            if(step < m_nMaxSwap){
                m_nMaxSwap = step;
                for(int i = 0; i < m_nMaxSwap; i++){
                    m_SwapArray[i] = m_ReverseCakeArraySwap[i];
                }
            }
            return;
        }
        
        for (int i = 1; i < m_nCakeCnt; i++){
            revert(0, i);
            m_ReverseCakeArraySwap[step] = i;
            serch(step + 1);
            revert(0, i);
        }
    }
    

    private void revert(int nBegin, int nEnd) {
        if(nBegin >= nEnd)
            return;
        for(int i = nBegin, j = nEnd; i < j; i++, j--){
            int t = m_ReverseCakeArray[i];
            this.m_ReverseCakeArray[i] = m_ReverseCakeArray[j];
            this.m_ReverseCakeArray[j] = t;
        }
    }

    private boolean isSorted(Integer[] m_ReverseCakeArray2,
            Integer m_nCakeCnt2) {
        for(int i = 1; i < m_nCakeCnt2; i++){
            if(m_ReverseCakeArray2[i - 1] > m_ReverseCakeArray2[i])
                return false;
        }
        return true;
    }
    
    private void output(){
        for(int i = 0; i < m_nMaxSwap; i++){
            System.out.println(m_SwapArray[i]);
        }
        
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException{
        Cakes_Test cake = new Cakes_Test();
        Integer[] cakeArray = new Integer[]{3,2,1,6,5,4,9,8,7,0};
        
        cake.run(cakeArray, 10);
        cake.output();
    }
}