/*假設螺釘和螺帽大小沒有一樣的。
    每次取nuts陣列中最後一個元素到bolts陣列中去找和它配對的元素，這樣可以避免nuts陣列中後部元素前移。*/
#include<iostream>
using namespace std;

int partition(int *nuts,int *bolts,int lo,int hi)
{//為了保證操作nuts和bolts陣列的一致性，將每次配對成功的元素放在hi的位置。
  int nuts_t = nuts[hi];
  int i=lo;
  int j=hi;
  int bolt_match=0;

  while(true)
  {//在bolts中找到配的nuts並將bolts分割槽
    while(bolts[i] <= nuts_t)
    {
      if(nuts_t == bolts[i])
      {//先判斷匹配的情況——找到完全相同的一對
        bolt_match = bolts[i];
        cout<<nuts_t<<"&"<<bolts[i]<<endl;
        for(int k = i + 1;k <= hi;k++)
        {//把當前匹配的元素位置通過後面的元素前移一格的方式填充
          bolts[k -1] = bolts[k];
        }

        j--;//j一定指向後面要移動的某個元素，所以需要跟著遞減1
        hi--;//陣列長度減1

//        for(int k=lo;k<=hi;k++)
//          cout<<bolts[k]<<" ";
//        cout<<endl;

       // i++;這裡不需要指標後移
        if(i > hi)//別越界
          break;
      }
      else
      {
        i++;
        if(i > hi)//別越界
          break;
      }
    }//從左往右找到第一個大的螺釘

    while(bolts[j] >= nuts_t)
    {
      if(nuts_t == bolts[j])
      {//先判斷匹配的情況
        bolt_match = bolts[j];
        cout<<nuts_t<<"&"<<bolts[j]<<endl;
        for(int k = j + 1;k <= hi;k++)
        {//把當前匹配的元素位置通過後面的元素前移一格的方式填充
          bolts[k -1] = bolts[k];
        }
        hi--;
        j--;//j指標前移

//        for(int k=lo;k<=hi;k++)
//          cout<<bolts[k]<<" ";
//        cout<<endl;

        if(j < lo)//別越界
          break;
      }
      else
      {
        j--;
        if(j < lo)//別越界
          break;
      }
    }//從右往左找到第一個小的螺釘

    if(i >= j)//陣列掃描過一遍
    {
      if(i == j)
        cout<<"error"<<endl;
      break;
    }
    int tmp = bolts[i];//交換
    bolts[i] = bolts[j];
    bolts[j] = tmp;
  }

//  for(int k=lo;k<=hi;k++)
//    cout<<bolts[k]<<" ";
//  cout<<endl;


  i = lo;
  j = hi;
  while(true)
  {//用上面bolts陣列中找到的配對的螺釘，將nuts分割槽
    while(nuts[i] < bolt_match)
    {
      i++;
      if(i > hi)//別越界
        break;
    }
    while(nuts[j] > bolt_match)
    {
      j--;
      if(j < lo)//別越界
        break;
    }
    if(i > j)
      break;
    int tmp = nuts[i];//交換
    nuts[i] = nuts[j];
    nuts[j] = tmp;
  }
//  for(int k=lo;k<=hi;k++)
//    cout<<nuts[k]<<" ";
//  cout<<endl;

  return i;//第一個比較大的元素
}

void sort(int *nuts,int *bolts,int lo,int hi)
{
  if(lo == hi)
  {
    cout<<nuts[hi]<<"&"<<bolts[hi]<<endl;
    return;
  }
  else if(lo > hi)
  {
    return;
  }
  int j = partition(nuts,bolts,lo,hi);
  hi--;//經過一次劃分後會成功配對一次，相應的hi要減一
//  cout<<"j->"<<j<<endl;
//  cout<<"lo->"<<lo<<endl;
//  cout<<"hi->"<<hi<<endl;
  sort(nuts,bolts,lo,j-1);
  sort(nuts,bolts,j,hi);
}

int main()
{
  int nuts[10] = {1,3,2,4,6,5,7,9,8,0};
  int bolts[10] = {7,4,1,8,5,2,9,6,3,0};

  sort(nuts,bolts,0,9);
}