再談大於指定正整數的最小“不重復數”問題

　　對於“大於指定正整數的最小“不重復數”問題”，最初，在 算法：求比指定數大且最小的“不重復數”問題的高效實現 中，我給出了一個遞歸寫法，之后在同一篇博文中給出了一個非遞歸寫法。

　　后來在 對Alexia(minmin)網友代碼的評論及對“求比指定數大且最小的‘不重復數’問題”代碼的改進 中對我的寫法進行了更詳細的說明，並進行了重要改進。使之適合范圍更大。

　　在 評playerc網友的"求比指定數大且最小的“不重復數”問題"  中評論了playerc的寫法。

　　playerc的思路沒問題，但代碼復雜且存在錯誤。現在我按照這個思路給出我的寫法。

     詳細的分析求解過程，就不在正文中描述了。代碼中有詳盡的注釋，在前幾篇博文中也進行了說明。這次寫法與前面的主要不同點的是，實現了只一次加0101……。 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define SIZE(x) (sizeof (x) / sizeof (x)[0])
#define BE_DIG(x) ( '0' <= x && x <= '9' ) 
#define MAX 128  

typedef  struct
         { 
            unsigned char digs[ MAX + 1 ] ;//從低位到高位存儲各位數字 
                                           //並為可能發生的進位預留一個位置  
            unsigned char * p_high ;       //記錄最高位數字位置 
         }  
Number ; 
  
void input( Number * ); 
void reverse( unsigned char * , unsigned char * );
void exchange( unsigned char * , unsigned char * ); 
void squeeze( unsigned char * , unsigned char * * );
void output( const unsigned char * , const unsigned char * ) ;  
void seek( unsigned char * , unsigned char * * );
void add_1( unsigned char * , unsigned char * * );
unsigned char * search ( unsigned char * , unsigned char * );

int main( void ) 
{
   Number num ;
   
   input( & num );                    //輸入正整數
   seek( num.digs , & num.p_high );   //求不重復數
   output( num.p_high , num.digs );   //輸出
    
   return 0; 
} 

/*
  輸入數字到 p_n -> digs數組 ，p_high 記錄最高位位置 
*/
void input( Number * p_n )
{
   int c ;
   size_t max = SIZE(p_n -> digs) - 1u ;        //預留進位位置，最多輸入數字位數 
   
   p_n -> p_high = p_n -> digs ;
   
   while ( c = getchar() , BE_DIG( c ) && max -- > 0u ) 
      * p_n -> p_high ++ = c - '0' ; 
   
   if( p_n -> p_high == p_n -> digs )               //沒有輸入數字
      exit( 1 );
   
   -- p_n -> p_high ;
   reverse( p_n -> digs ,   p_n -> p_high );       //顛倒次序
   squeeze( p_n -> digs , & p_n -> p_high );       //去掉開頭的0 
}

/*
  將從p_b指向的數字到p_e指向的數字逆序排列。123 -> 321 
*/
void reverse( unsigned char * p_b , unsigned char * p_e )
{ 
   while ( p_e > p_b )
      exchange( p_b ++ , p_e -- );
} 

void exchange( unsigned char * p1 , unsigned char * p2 ) 
{ 
   unsigned char c = * p1 ; 
   * p1 = * p2 ; 
   * p2 = c ; 
} 

/*
  去掉多余的高位0。00123 -> 123 
*/
void squeeze( unsigned char * p_b , unsigned char * * pp_e )
{ 
   while ( * pp_e > p_b && * * pp_e == 0 )
      -- * pp_e ;
} 

/*
   * p_l指向最低位，* pp_h指向最高位
   
   (A)首先最左位加1           (left) 2 2 1 1 => 3 2 1 1  
   由高到低查找重復位         3 2 (1) 1
   新的區間為                 (left)(1) 1
   轉到(A)                    3 2 (2) 1
   (2) 1間沒有重復數字，循環結束
   
   從 left-1 到 p_l 寫010101……    
*/ 
void seek( unsigned char * p_l , unsigned char * * pp_h )
{
   unsigned char * break_p = p_l ;
   unsigned char * left ;      
   
   do
   {
      left = break_p ;          
      add_1( left , pp_h );                         //[left , *pp_h]區間內最左位加1
   }
   while ( ( break_p = search ( left , * pp_h ) ) != NULL );//NULL:不能找到重復數字 
   
   //從 left-1 到 p_l 寫010101…… 
   while ( left > p_l )
   {
      left[-1] = ! * left ;
      left -- ; 
   }
}

/*
  加1。處理了可能的進位，以及pp_h所指向的記錄最高位位置指針可能的改變  
*/ 
void add_1( unsigned char * p_l , unsigned char * * pp_h )
{
   ++ * p_l ;                                     //最低位加1
   while ( p_l < * pp_h )                         //進位處理
   {
      * ( p_l + 1 ) += * p_l / 10 ;
      * p_l ++ %= 10 ; 
   }
   if ( * * pp_h > 9 )                            //最高位有進位 
   {
      * ( * pp_h + 1 ) = * * pp_h / 10 ;
      * (* pp_h) ++  %= 10 ;
   }
}

/*
  搜索p_h到p_l所指向數字中第一個重復數字的位置，如無則返回NULL 
*/ 
unsigned char * search ( unsigned char * p_l , unsigned char * p_h )
{
   if ( p_h == p_l )      //一位數情形 
      return NULL ;

   while ( p_l + 1 < p_h )                        
   {
      if ( * p_h ==  p_h[-1] )
         return p_h - 1 ;
      p_h -- ;
   }
   
   if ( * p_l ==  p_l[1] )
      return p_l ;

   return NULL ;      
}

/*
  輸出p_h指向的數字到p_l指向的數字 
*/
void output( const unsigned char * p_h , const unsigned char * p_l )
{ 
   while ( p_h > p_l )
      printf( "%u" , * p_h -- );

   printf( "%u" , * p_l );
   putchar('\n');
}