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前言

笔者除了大学时期选修过《算法设计与分析》和《数据结构》还是浑浑噩噩度过的（当时觉得和编程没多大关系），其他时间对算法接触也比较少，但是随着开发时间变长对一些底层代码/处理机制有所接触越发觉得算法的重要性，所以决定开始系统的学习（主要是刷力扣上的题目）和整理，也希望还没开始学习的人尽早开始。

系列文章收录《算法》专栏中。

力扣题目链接

问题描述

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

剖析

这道题，笔者其实没啥思路，看了官方题解，下面说下自己的理解：根据下一个元素的定义，如果想取到紧接着比当前排列大的队列，那么就需要从后面开始寻找一个 “较小数” ，因为字典顺序就是先比较前面再比较后面的，一旦取到了 “较小数” 那么较小数后面元素是递增的，那就可以从后面子序列的最右边开始遍历拿到比 “较小数大” 的 “较大数”，然后就把它们两进行交换，交换了之后，原来 “较小数” 位置后面的子序列还是递增的，最后对这个子序列进行反转结果就是下一个排列了。

下面的动图比较容易理解：

还是描述下算法步骤：

从最右边开始比较，直到a[i]<a[i+1]，拿到 “较小值” 。
然后从下标n-1开始到i+1结束，遍历到比a[i]大的值a[j]。
把a[j]和a[i]进行调换。
使用双指针把a[i+1]后面的子序列进行反转。

最后的反转可以兼容 “最大的排列”。

代码

package com.study.algorithm.doublepointer;

import java.util.Arrays;

public class NextPermutation {
    public static 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;
            for (; j > i; j--) {
                if (nums[i] >= nums[j]) {
                    continue;
                } else {
                    break;
                }
            }
            swap(nums, i, j);
        }
        reverse(nums, i + 1);
    }

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

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

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = new int[]{1, 3, 4, 2};
        nextPermutation(nums);
        System.out.println(Arrays.toString(nums));
    }
}