LeetCode No.60

第K个排列

给出集合 [1,2,3,…,n],其所有元素共有 n! 种排列。

按大小顺序列出所有排列情况,并一一标记,当 n = 3 时, 所有排列如下:

"123"
"132"
"213"
"231"
"312"
"321"
给定 n 和 k,返回第 k 个排列。

说明:

给定 n 的范围是 [1, 9]。
给定 k 的范围是[1, n!]。

示例 1:

输入: n = 3, k = 3
输出: "213"

示例 2:

输入: n = 4, k = 9
输出: "2314"

题目分析

1. 我一开始想到的是全排列的函数的复用,我能找到全排列难道我找不到第k个排列?但我发现全排列那里并没有按序排列,因此不可复用..
2. 可以复用 下一个排列 的函数,毕竟一直找找到第K个就好,效率较低,没尝试。
3. 数学计算

全排列每个位置的每个数其实是有数学特征的。
比如对 1 2 3
3.1 首位情况: 肯定先是1在首位两次,然后是2首位2次,然后是3首位两次。
3.2 次位情况:除掉首位数字,剩下的数字在nums[]中,同样也是先nums[0]作为次位,出现 尾部排列次数 次,然后是nums[1]...依次类推。

综上:即我们知道每位的次数情况,比如 1 2 3中,我们要找第5个排列,因为首位1在前两个, 首位2 在3 4 个,因此 第5个排列必然是首位3。
再看次位,第5个排列,除去 1 2 首位的四个,我们要找的是3首位的第一个,依次类推即可。
即我们可以直接计算出每一位应该是什么数字。然后组成result即可。
4.细节

1.当前位 每个数字出现次数,由尾部的全排列次数决定,而全排列是n!,因此最好能预置个阶乘结果数组。

  1. k/fac[n-1] 向上取整得i,此时该位应该是 nums里的第i个数(下标i-1),同时对nums删除这个数。
  2. n==1 时,nums只剩一个数,直接连上并返回。

题解代码

class Solution {
public:
    string getPermutation(int n, int k) 
    {   
        //题解数组
        const vector<int> fac = {0,1,2,6,24,120,720,5040,40320,362880,3628800};
        string result(n,'0');
        string nums(n,'0');
        for(int i=0;i<n;i++)
            nums[i]='1'+i;
        
        for(int i=0;n>0;i++)
        {   
            int a;
            int left=0;
            if(n>=2) //计算每个首位有多少个排列,跳过这些排列
            {   
                left=fac[n-1];
                a=k/left;
                if(k%left!=0)
                    a++;
                result[i]=nums[a-1];
                k-=(a-1)*left;
                nums.erase(a-1,1);
                n--;

            }
            else //只剩一个数,直接修改返回
            {
                result[i]=nums[0];
                return result;   
            }

        }
        return result;
    }
 
    
};
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