下一个排列

“下一个排列”的定义是:给定数字序列的字典序中下一个更大的排列。如果不存在下一个更大的排列,则将数字重新排列成最小的排列(即升序排列)。

我们可以将该问题形式化地描述为:给定若干个数字,将其组合为一个整数。如何将这些数字重新排列,以得到下一个更大的整数。如 123 下一个更大的数为 132。如果没有更大的整数,则输出最小的整数。

以 1,2,3,4,5,6 为例,其排列依次为:

123456
123465
123546
...
654321

可以看到有这样的关系:123456 < 123465 < 123546 < ... < 54321。
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:

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。
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:
    在尽可能靠右的低位进行交换,需要从后向前查找
    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 5 和 4 交换而不是把 6 和 4 交换
    将大数换到前面后,需要将大数后面的所有数重置为升序,升序排列就是最小的排列。以 123465 为例:首先按照上一步,交换 5 和 4,得到 123564;然后需要将 5 之后的数重置为升序,得到 123546。显然 123546 比 123564 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。
算法过程

标准的“下一个排列”算法可以描述为:

从后向前查找第一个相邻升序的元素对 (i,j),满足 A[i] < A[j]。此时 [j,end) 必然是降序
在 [j,end) 从后向前查找第一个满足 A[i] < A[k] 的 k。A[i]、A[k] 分别就是上文所说的“小数”、“大数”
将 A[i] 与 A[k] 交换
可以断定这时 [j,end) 必然是降序,逆置 [j,end),使其升序
如果在步骤 1 找不到符合的相邻元素对,说明当前 [begin,end) 为一个降序顺序,则直接跳到步骤 4

python写法

class Solution:
def nextPermutation(self, nums: List[int]) -> None:
"""
Do not return anything, modify nums in-place instead.
答题思路:从后往前寻找第一个升序对(i,j)即nums[i]<nums[j] 再从后往前找第一个大于nums[i]的数即为大数,交换着两个元素即将大数换到前面,然后将大数后面的部分倒序
"""
n = len(nums)
if n<2: return nums
i = n-1
while i>0 and nums[i-1]>=nums[i]:#要是前者大于等于后者 则不是要调整的目标 继续前移 !第一遍出错就是这儿没有等于
i -= 1
if i==0 and nums[i]==max(nums): #此数为最大数
return nums.reverse()
else: # 151 i=1
j = n-1
while j>i-1 and nums[j]<=nums[i-1]:
j -= 1
temp = nums[i-1] #i-1为小数 j为大数 交换之
nums[i-1] = nums[j]
nums[j] = temp
re = nums[i:]
for h in range (len(re)):
nums[n-1-h] = re[h]
return nums

第一步:相邻比较/筛选/定位--找到要交换的-找到要交换的i位置

第二部:相邻/非相邻比较交换(并且是第一个i<j就交换---从后往前所遇到的就是第一个)

将j-end进行升序

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