把数组排成最小的数

题目：输入一个正整数数组，将它们连接起来排成一个数，输出能排出的所有数字中最小的
一个。
例如输入数组{32, 321}，则输出这两个能排成的最小数字 32132。

请给出解决问题的算法，并证明该算法。

  思路：先将整数数组转为字符串数组，然后字符串数组进行排序，最后依次输出字符串数组即可。这里注意的是字符串的比较函数需要重新定义，不是比较a和b，而是比较ab与 ba。如果ab < ba，则a < b；如果ab > ba，则a > b；如果ab = ba，则a = b。比较函数的定义是本解决方案的关键。这道题其实就是希望我们能找到一个排序规则，根据这个规则排出来的数组能排成一个最小的数字。

      证明：为什么这样排个序就可以了呢？简单证明一下。根据算法，如果a < b，那么a排在b前面，否则b排在a前面。可利用反证法，假设排成的最小数字为xxxxxx，并且至少存在一对字符串满足这个关系：a > b，但是在组成的数字中a排在b前面。根据a和b出现的位置，分三种情况考虑：

      （1）xxxxab，用ba代替ab可以得到xxxxba，这个数字是小于xxxxab，与假设矛盾。因此排成的最小数字中，不存在上述假设的关系。

      （2）abxxxx，用ba代替ab可以得到baxxxx，这个数字是小于abxxxx，与假设矛盾。因此排成的最小数字中，不存在上述假设的关系。

      （3）axxxxb，这一步证明麻烦了一点。可以将中间部分看成一个整体ayb，则有ay < ya，yb < by成立。将ay和by表示成10进制数字形式，则有下述关系式，这里a，y，b的位数分别为n，m，k。

        关系1： ay < ya => a * 10^m + y < y * 10^n + a => a * 10^m - a < y * 10^n - y => a( 10^m - 1)/( 10^n - 1) < y

        关系2： yb < by => y * 10^k + b < b * 10^m + y => y * 10^k - y < b * 10^m - b => y < b( 10^m -1)/( 10^k -1) 

        关系3： a( 10^m - 1)/( 10^n - 1) < y < b( 10^m -1)/( 10^k -1)  => a/( 10^n - 1)< b/( 10^k -1) => a*10^k - a < b * 10^n - b =>a*10^k + b < b * 10^n + a => a < b

       这与假设a > b矛盾。因此排成的最小数字中，不存在上述假设的关系。

       综上所述，得出假设不成立，从而得出结论：对于排成的最小数字，不存在满足下述关系的一对字符串：a > b，但是在组成的数字中a出现在b的前面。从而得出算法是正确的。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

int cmp(string s1,string s2)
{
	string t1,t2;
	t1.append(s1);
	t1.append(s2);
	t2.append(s2);
	t2.append(s1);
	if(t1.compare(t2)<0)//t1小,不需要交换
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}
}
void main()
{
	string s;
	vector<string> vt;
	for(int i=0;i<5;i++)
	{
		cin>>s;
		vt.push_back(s);
	}

	//根据规则，冒泡排序
	int change=0;
	for(int i=0;i<5;i++)
	{
		for(int j=0;j<4;j++)
		{
			if(cmp(vt[j],vt[j+1])==0)
			{
				swap(vt[j],vt[j+1]);
				change=1;
			}

		}
		if(change==0)
			break;
	}
	for(int i=0;i<5;i++)
		cout<<vt[i];
	cout<<endl;
	system("pause");
}