【刷题记录】31. 下一个排列

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一、题目描述

来源:力扣(LeetCode)

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。

示例 1:

输入:nums = [1,2,3]
输出:[1,3,2]

示例 2:

输入:nums = [3,2,1]
输出:[1,2,3]

示例 3:

输入:nums = [1,1,5]
输出:[1,5,1]

  提示:

  • 1 <= nums.length <= 100
  • 0 <= nums[i] <= 100

二丶思路分析

模拟

这道题目是要求我们在给出数组中 要找比当前排列数字的下一个大的排列

我们来模拟下这过程

我们就能大致看出来规律

arr = [1,2,3] 的全部排列过程为:

image.png

  • 过程中都是将一个左边的 较小数 与一个右边的较大数交换,以能够让当前排列变大,从而得到下一个排列。

为了变大的幅度尽可能小,我们要需要让这个 较小数尽量靠右,而较大数尽可能小。当交换完成后,较大数右边的数需要按照升序重新排列。

所有完整的规律应该是:

  • 从右边开始 往前找到一个 前一个数字(k = num[i-1]) 比当前数字小(num[i])的数。
  • 然后 后半段[i,len]中 找到第一个 比 k 大的数字,然后交换两个数字。
  • 此时这个数字num[i]之后都是降序的,就后面这个数字排列来说,不可能存在比他更大的了,
  • 然后反转后段,即为当前下一个排列
  • 如果 数组中从左到右都是 降序的 那么这个排列一定是 最大的

三、代码实现

class Solution {
    public void nextPermutation(int[]
                                        nums) {
        int len = nums.length - 2;

        //判断当前是否为降序的最大排列
        while (len >= 0 && nums[len] >= nums[len + 1]) {
            len--;
        }

        if (len >= 0) {
            int j = nums.length - 1;
            while (j >= 0 && nums[len] >= nums[j]) {
                j--;
            }
            swap(nums, len, j);
        }
        // 反转后半段
        reverse(nums, len + 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;
        int right = nums.length - 1;
        while (left < right) {
            swap(nums, left, right);
            left++;
            right--;
        }
    }
}

复杂度分析

时间复杂度:O(n)O(n),其中 N 为数组的长度

空间复杂度:O(1)O(1)

运行结果

image.png

总结

这道题的重点在于推导出 如果得到下个排序的过程和公式

只要我们推出来了这个排序生成的规律,那么这个问题就简单了。

继续加油~~