CF1546A AquaMoon and Two Arrays

AquaMoon 和 Cirno 正在玩一个有趣的数组游戏。Cirno 准备了两个数组 $a$ 和 $b$，它们都包含 $n$ 个非负整数。AquaMoon 可以进行如下操作任意次（也可以不做操作）： - 她选择两个下标 $i$ 和 $j$（$1 \le i, j \le n$），然后将数组 $a$ 的第 $i$ 个元素减 $1$，并将第 $j$ 个元素加 $1$。操作后，$a$ 的第 $i$ 个元素变为 $a_i - 1$，第 $j$ 个元素变为 $a_j + 1$。每次操作后，数组 $a$ 的所有元素都必须保持非负。如果 $i = j$，则该操作不会改变数组 $a$。 AquaMoon 想通过若干次操作使数组 $a$ 和 $b$ 完全相等。只有当对于所有 $1 \leq i \leq n$ 都有 $a_i = b_i$ 时，两个数组才被认为是相等的。 请你帮助 AquaMoon 找出一组操作序列，使她能够完成目标；或者判断是否不可能通过上述操作将数组 $a$ 变为数组 $b$。 注意，你不需要最小化操作次数。

输入包含多组测试数据。第一行包含一个整数 $t$（$1 \leq t \leq 100$），表示测试用例的数量。 每个测试用例的第一行包含一个整数 $n$（$1 \leq n \leq 100$）。 第二行包含 $n$ 个整数 $a_1, a_2, \dots, a_n$（$0 \leq a_i \leq 100$）。所有 $a_i$ 的和不超过 $100$。 第三行包含 $n$ 个整数 $b_1, b_2, \dots, b_n$（$0 \leq b_i \leq 100$）。所有 $b_i$ 的和不超过 $100$。

对于每个测试用例，如果无法通过若干次操作将数组 $a$ 变为数组 $b$，则输出一行 "-1"（不含引号）。 否则，第一行输出一个整数 $m$（$0 \leq m \leq 100$），表示操作次数。接下来输出 $m$ 行，每行两个整数 $i$ 和 $j$，表示一次操作中选择的下标。 可以证明，如果存在可行解，则一定存在 $m \leq 100$ 的解。 如果有多种可行方案，你可以输出任意一种。

在第一个样例中，操作如下： - $i = 2$，$j = 1$：$[1, 2, 3, 4] \rightarrow [2, 1, 3, 4]$； - $i = 3$，$j = 1$：$[2, 1, 3, 4] \rightarrow [3, 1, 2, 4]$； 在第二个样例中，不可能将两个数组变为相等。 由 ChatGPT 4.1 翻译