再谈大于指定正整数的最小“不重复数”问题

　　对于“大于指定正整数的最小“不重复数”问题”，最初，在 算法：求比指定数大且最小的“不重复数”问题的高效实现 中，我给出了一个递归写法，之后在同一篇博文中给出了一个非递归写法。

　　后来在 对Alexia(minmin)网友代码的评论及对“求比指定数大且最小的‘不重复数’问题”代码的改进 中对我的写法进行了更详细的说明，并进行了重要改进。使之适合范围更大。

　　在 评playerc网友的"求比指定数大且最小的“不重复数”问题"  中评论了playerc的写法。

　　playerc的思路没问题，但代码复杂且存在错误。现在我按照这个思路给出我的写法。

     详细的分析求解过程，就不在正文中描述了。代码中有详尽的注释，在前几篇博文中也进行了说明。这次写法与前面的主要不同点的是，实现了只一次加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 ] ;//从低位到高位存储各位数字 
                                           //并为可能发生的进位预留一个位置  
            unsigned char * p_high ;       //记录最高位数字位置 
         }  
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 );                    //输入正整数
   seek( num.digs , & num.p_high );   //求不重复数
   output( num.p_high , num.digs );   //输出
    
   return 0; 
} 

/*
  输入数字到 p_n -> digs数组 ，p_high 记录最高位位置 
*/
void input( Number * p_n )
{
   int c ;
   size_t max = SIZE(p_n -> digs) - 1u ;        //预留进位位置，最多输入数字位数 
   
   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 )               //没有输入数字
      exit( 1 );
   
   -- p_n -> p_high ;
   reverse( p_n -> digs ,   p_n -> p_high );       //颠倒次序
   squeeze( p_n -> digs , & p_n -> p_high );       //去掉开头的0 
}

/*
  将从p_b指向的数字到p_e指向的数字逆序排列。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  
   由高到低查找重复位         3 2 (1) 1
   新的区间为                 (left)(1) 1
   转到(A)                    3 2 (2) 1
   (2) 1间没有重复数字，循环结束
   
   从 left-1 到 p_l 写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]区间内最左位加1
   }
   while ( ( break_p = search ( left , * pp_h ) ) != NULL );//NULL:不能找到重复数字 
   
   //从 left-1 到 p_l 写010101…… 
   while ( left > p_l )
   {
      left[-1] = ! * left ;
      left -- ; 
   }
}

/*
  加1。处理了可能的进位，以及pp_h所指向的记录最高位位置指针可能的改变  
*/ 
void add_1( unsigned char * p_l , unsigned char * * pp_h )
{
   ++ * p_l ;                                     //最低位加1
   while ( p_l < * pp_h )                         //进位处理
   {
      * ( p_l + 1 ) += * p_l / 10 ;
      * p_l ++ %= 10 ; 
   }
   if ( * * pp_h > 9 )                            //最高位有进位 
   {
      * ( * pp_h + 1 ) = * * pp_h / 10 ;
      * (* pp_h) ++  %= 10 ;
   }
}

/*
  搜索p_h到p_l所指向数字中第一个重复数字的位置，如无则返回NULL 
*/ 
unsigned char * search ( unsigned char * p_l , unsigned char * p_h )
{
   if ( p_h == p_l )      //一位数情形 
      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 ;      
}

/*
  输出p_h指向的数字到p_l指向的数字 
*/
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('
');
}