1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

using ll = long long;
using ld = long double;
using uint = unsigned int;
using ull = unsigned long long;
template<typename T>
using pair2 = pair<T, T>;
using pii = pair<int, int>;
using pli = pair<ll, int>;
using pll = pair<ll, ll>;

#define pb push_back
#define pf push_front
#define mp make_pair
#define all(x) (x).begin(),(x).end()
#define fi first
#define se second
#define endl "\n"
#define in(x) cin >> x
#define in_ll(x) ll x; in(x)
#define in_i(x) int x; in(x)
#define in_str(x) string x; in(x)

//https://codeforces.com/blog/entry/62393
struct custom_hash {
    static uint64_t splitmix64(uint64_t x) {
        // http://xorshift.di.unimi.it/splitmix64.c
        x += 0x9e3779b97f4a7c15;
        x = (x ^ (x >> 30)) * 0xbf58476d1ce4e5b9;
        x = (x ^ (x >> 27)) * 0x94d049bb133111eb;
        return x ^ (x >> 31);
    }

    size_t operator()(uint64_t x) const {
        static const uint64_t FIXED_RANDOM = chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count();
        return splitmix64(x + FIXED_RANDOM);
    }
};

void recursiveMark(int at, vector<bool> &vis, vector<int> &graph) {
    vis[at] = true;
    if (!vis[graph[at]]) {
        recursiveMark(graph[at],vis,graph);
    }
}

vector<int> stronglyConnectedComponents(vector<int> &graph) {
    vector<bool> vis(graph.size());
    vector<int> ans;
    for (int i = 0; i < graph.size(); i++) {
        if (!vis[i]) {
            ans.pb(i);
            recursiveMark(i,vis,graph);
        }
    }

    return ans;
}

int main() {
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);


    in_i(size);
    vector<pii> heights;
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        in_i(h);
        heights.pb(mp(h,i));
    }
    sort(all(heights));
    vector<int> graph(size);
    vector<int> rev_graph(size);
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        graph[heights[i].second] = i;
        rev_graph[i] = heights[i].second;
    }

    //Można udowodnić, że wyświetlanie list o nieparzystej liczbie elementów nie ma sensu, ponieważ
    //środkowy element zostanie na tym samym miejscu.

    //Każdą listę liczb o parzystej liczbie elementów można podzielić na dwie połowy, a drugą połowę
    //obrócić. Po zrobieniu tego osoby o tych samych indeksach na obu listach zamienią się miejscami.

    //Jesteśmy w stanie również znaleźć informację nt. indeksu na jakim liczba ostatecznie musi się znaleźć.

    //Można zauważyć, że obecny problem w takim razie polega na znalezieniu takich kombinacji zamian, aby
    //doprowadzić wszystkie liczby na odpowiednie indeksy.

    //Jeżeli zreprezentujemy sobie jako graf zależności dot. miejsca w którym dana liczba powinna się znaleźć,
    //możemy zauważyć, że pojedyńcza zamiana powoduje usunięcie krawędzi, które były skierowane z pierwszego wierzchołka
    //do drugiego lub z drugiego do pierwszego. W przypadku gdy jest tam druga krawędź, która nie zostanie usunięta,
    //zostanie ona przeniesiona na drugi wierzchołek.

    //W takim razie wystarczy, że nasz program doprowadzi do sytuacji w której wszystkie wierzchołki są połączone ze sobą dwoma
    //krawędziami. Wtedy w jednym ruchu można rozwiązać ten problem.

    //Zamiany potrzebne, aby graph[graph[i]] = i, można dokonać w jednej rundzie. Po prostu tworzymy odwrócony graf o nazwie
    //rev_graph. Dla każdej składowej spójnie silnej, zaczynając od pierwszego wierzchołka, dokonujemy takiej modyfikacji, że
    //zamieniamy miejscami (graph[i],rev_graph[i]). Następnie w miejscu rev_graph[i] pojawia się graph[i]. Dokonujemy dokładnie
    //ten sam krok co wcześniej tylko teraz dla tego nowego miejsca. Jeżeli dojdziemy do takiej sytuacji, że po wykonaniu operacji
    //w nowym miejscu graph[graph[i]] = i jest prawdziwe, kończymy i przechodzimy do następnej składowej spójnie silnej.

    vector<int> vec = stronglyConnectedComponents(graph);
    vector<pii> pairs;
    vector<int> changed(graph.size());
    for (int i = 0; i < changed.size(); i++) {
        changed[i] = i;
    }
    for (int i : vec) {
        while (i != graph[graph[i]]) {
            pairs.pb(mp(graph[i],rev_graph[i]));
            changed[graph[i]] = rev_graph[i];
            changed[rev_graph[i]] = graph[i];
            int currently_connected = graph[i];
            int newly_connected = rev_graph[i];
            //graph[i] oznacza do czego podłączone jest i
            //rev_graph[i] oznacza co jest podłączone do i

            //w chwili zamiany miejscami to do jakich wierzchołków są te wierzchołki
            //podłączone nie ulega zmianie, jednak wszystkie wierzchołki które były podłączone
            //do nich się zmieniają

            int cp = rev_graph[currently_connected];
            graph[rev_graph[currently_connected]] = newly_connected;
            graph[rev_graph[newly_connected]] = currently_connected;
            rev_graph[currently_connected] = rev_graph[newly_connected];
            rev_graph[newly_connected] = cp;

            i = currently_connected;
        }
    }

    int req_moves = 2;
    if (pairs.empty()) {
        req_moves--;
    }

    vector<int> first;
    vector<int> second;
    for (pii p : pairs) {
        first.pb(p.first);
        second.pb(p.second);
    }
    reverse(all(second));

    vector<int> total = first;
    for (int i : second) {
        total.pb(i);
    }

    vector<int> first2;
    vector<int> second2;
    bool remove = true;
    vector<bool> vis(graph.size());
    for (int i = 0; i < graph.size(); i++) {
        if (graph[graph[i]] == i && graph[i] != i) {
            if (!vis[i] && !vis[graph[i]]) {
                remove = false;
                first2.pb(changed[i]);
                second2.pb(changed[graph[i]]);
                vis[i] = true;
                vis[graph[i]] = true;
            }
        }
    }
    req_moves -= remove;
    reverse(all(second2));
    vector<int> total2 = first2;
    for (int i : second2) {
        total2.pb(i);
    }

    cout << req_moves << endl;
    if (req_moves == 2) {
        cout << total.size() << endl;
        for (int i : total) {
            cout << i + 1 << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    if (req_moves >= 1) {
        cout << total2.size() << endl;
        for (int i : total2) {
            cout << i + 1 << " ";
        }
        cout << endl;
    }
}