99.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。

解法

思路

给你一组数字,比如 [1, 2, 3],它们代表一个排列。下一个排列指的是 比现在这个稍微大一点。如果已经是最大的那种了,比如 [3, 2, 1],那就回到最小的 [1, 2, 3]

其实就是字典序的大小,[1, 2, 3] 就是数字 123 ,比 123 大一点的数字就是 132 ,这个排列就是 [1, 3, 2]

怎么去寻找呢?我们可以从右往左找,直到遇到一个 nums[i] < nums[i+1] ,这代表了还能从这里组合出更大的组合。但此时如果直接交换这两个数字,其实不不是下一个排列,也就是说中间可能存在一些比这个数更小的排列。

此时要做的就是再次从右往左找到比 nums[i] 更大的数字,然后进行交换。

已经交换了数字变大了,接下来要将小的部分变得更小,后面的数字从小到大排列。就是把 nums[i+1]end 翻转一下。

代码

function nextPermutation(nums: number[]): void {
    // Step 1: 从右往左找到第一个 nums[i] < nums[i + 1]
    let i = nums.length - 2;
    while (i >= 0 && nums[i] >= nums[i + 1]) {
        i--;
    }

    if (i >= 0) {
        // Step 2: 从右往左找到第一个比 nums[i] 大的 nums[j]
        let j = nums.length - 1;
        while (j >= 0 && nums[j] <= nums[i]) {
            j--;
        }
        // 交换 nums[i] 和 nums[j]
        [nums[i], nums[j]] = [nums[j], nums[i]];
    }

    // Step 3: 反转 i + 1 到数组末尾
    reverse(nums, i + 1, nums.length - 1);
}

// 翻转数组某一段的辅助函数
function reverse(nums: number[], start: number, end: number): void {
    while (start < end) {
        [nums[start], nums[end]] = [nums[end], nums[start]];
        start++;
        end--;
    }
}

时空复杂度

时间复杂度:O(n)

空间复杂度:O(1)