对七夕祭每一维一定有合法操作的证明
设通过环形均分纸牌算出来的数组\(p\),\(p[i]\)表示第\(i\)个人给第\(i+1\)个人的纸牌个数(负数为接受纸牌)
对于这一特定的数组,不妨从\(1\)开始向\(n\)进行操作。假设第一次遇到了无法进行交换的情况,我们假设\(p[i]>0\),此时我们先找出\(i\)和\(i+1\)一一对应的点(也就是行数相同的点),设有\(x\)个,除去这些点之后,\(i\)还有\(y\)那个点,那么此时一定有\(y<p[i]\)
若\(p[i+1]\)为\(0\),则不存在这种情况,因为此时有\(x+y-p[i]=x+p[i]=average\),即\(y=2p[i]\),显然矛盾
若\(p[i+1]\)小于\(0\),则\(y>p[i]\)(即命题不成立),因为此时有\(x+y-p[i]=x+p[i]-p[i+1]=average\),即\(y+p[i+1]=2p[i]\),显然矛盾
若\(p[i+1]\)大于\(0\),则先交换\(p[i+1]\),在交换\(p[i]\),先交换\(i+1\)的话,就会空出\(p[i+1]\)个位置,刚好可以交换
我们也就证明了无论怎么排列,我们一定可以通过不经过任何列交换的情况下,将行搞成一模一样的,对列同理,所以我们可以分成两个独立的部分计算