#P8416. [THUPC2022 决赛] 拯救还是毁灭

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[THUPC2022 决赛] 拯救还是毁灭

题目描述

有人说,它拯救了世界;也有人说,它毁灭了世界。

这个世界危在旦夕!秩序已然一片混乱。

秩序可以抽象成一个 n×nn\times n 的矩阵,矩阵中是一个 1n21\sim n^2 的排列。你想要拯救世界,于是请来了神,来帮忙把秩序恢复原状。然而神也不是万能的,它只能做到交换矩阵中同一行或者同一列中的两个数。而且,它并不知道要怎么交换才能复原,得听你的指导。

幸好,你不一定需要在最少的交换次数之内完成复原。你只需要不比最糟糕的情况差就好。也就是说,如果你的交换次数为 kk,且对于所有 1n21\sim n^2 的排列,最小交换次数的最大值为 k0k_0,你只需要满足 kk0k\le k_0

注:复原指的是将矩阵变为如下的一个矩阵:

$\begin{matrix} 1 & 2 & 3 & \cdots & n \\ n+1 & n+2 & n+3 & \cdots & 2n \\ 2n+1 & 2n+2 & 2n+3 & \cdots & 3n\\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ (n-1)n+1 & (n-1)n+2 & (n-1)n+3 & \cdots & n^2 \end{matrix}$

输入格式

接下来 nn 行,每行 nn 个正整数,表示这个 n×nn\times n 的矩阵。保证 1n21\sim n^2 中的每个数恰好出现一次。

输出格式

第一行一个非负整数 kk,表示你的交换次数。

接下来 kk 行,每行四个正整数 x1,y1,x2,y2x_1,y_1,x_2,y_2,表示将第 x1x_1y1y_1 列的数与第 x2x_2y2y_2 列的数交换。

你需要保证 x1=x2x_1=x_2y1=y2y_1=y_2

2
4 2
3 1

3
1 1 1 2
1 2 2 2
1 1 1 2

2
2 1
3 4

3
2 1 2 2
1 1 1 2
2 1 2 2

2
3 2
1 4

2
1 1 1 1
1 1 2 1

2
1 2
3 4

0

提示

【样例 1 解释】

可以证明这是交换次数最少的方案之一,显然它符合条件。

【样例 2 解释】

对于这个输入来说,这个样例输出的方案不是交换次数最少的方案,但是我们知道存在一个 1n21\sim n^2 的排列(即上一个样例)需要至少 33 次的交换,所以这个方案也是可行的。

【样例 3 解释】

我们允许出现 (x1,y1)=(x2,y2)(x_1,y_1)=(x_2,y_2) 的情况。

【样例 4 解释】

注意 kk 可以等于 00

【数据范围与约定】

保证 1n10001\le n\le 1000

保证输入的矩阵中 1n21\sim n^2 恰好各出现一次。