LeetCode——31.下一个排列

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整数数组的一个排列 就是将其所有成员以序列或线性顺序排列。

例如,arr = [1,2,3] ,以下这些都可以视作 arr 的排列:[1,2,3]、[1,3,2]、[3,1,2]、[2,3,1] 。
整数数组的 下一个排列 是指其整数的下一个字典序更大的排列。更正式地,如果数组的所有排列根据其字典顺序从小到大排列在一个容器中,那么数组的下一个排列就是在这个有序容器中排在它后面的那个排列。如果不存在下一个更大的排列,那么这个数组必须重排为字典序最小的排列(即,其元素按升序排列)。

例如,arr = [1,2,3] 的下一个排列是 [1,3,2] 。
类似地,arr = [2,3,1] 的下一个排列是 [3,1,2] 。
而 arr = [3,2,1] 的下一个排列是 [1,2,3] ,因为 [3,2,1] 不存在一个字典序更大的排列。
给你一个整数数组 nums ,找出 nums 的下一个排列。

必须原地修改,只允许使用额外常数空间。

算法推导

如何得到这样的排列顺序?这是本文的重点。我们可以这样来分析:

1.我们希望下一个数比当前数大,这样才满足“下一个排列”的定义。因此只需要将后面的「大数」与前面的「小数」交换,就能得到一个更大的数。比如123456,将 5 和 6 交换就能得到一个更大的数123465
2.我们还希望下一个数增加的幅度尽可能的小,这样才满足“下一个排列与当前排列紧邻“的要求。为了满足这个要求,我们需要:
a.在尽可能靠右的低位进行交换,需要从后向前查找
b.将一个 尽可能小的「大数」 与前面的「小数」交换。比如123465,下一个排列应该把54交换而不是把6 4交换
c.将「大数」换到前面后,需要将「大数」后面的所有数重置为逆置,逆置排列就是最小的排列。123465为例:首先按照上一步,交换54,得到 123564;然后需要将5之后的数逆置,得到123546。显然123546123564更小,123546就是123465的下一个排列
以上就是求“下一个排列”的分析过程。

代码实现

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class Solution {
public void nextPermutation(int[] nums) {
int i = nums.length - 2;
while (i >= 0 && nums[i] >= nums[i + 1]) {
i--;
}
if (i >= 0) {
int j = nums.length - 1;
while (j >= 0 && nums[i] >= nums[j]) {
j--;
}
swap(nums, i, j);
}
reverse(nums, i + 1);
}

public void swap(int[] nums, int i, int j) {
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = temp;
}

public void reverse(int[] nums, int start) {
int left = start, right = nums.length - 1;
while (left < right) {
swap(nums, left, right);
left++;
right--;
}
}
}