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题目

难度：★★★☆☆
类型：数组

实现获取下一个排列的函数，算法需要将给定数字序列重新排列成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）。

必须原地修改，只允许使用额外常数空间。

以下是一些例子，输入位于左侧列，其相应输出位于右侧列。
1,2,3 → 1,3,2
3,2,1 → 1,2,3
1,1,5 → 1,5,1

解答

我们首先想到的是暴力求解，列举出所有的组合序列，然后找到指定排列的下一个排列方式，但是当元素很多时，计算复杂度过高。

前一个排列与下一个排列之间存在某种关系，参考【官网解答】。

我们需要从右边找到第一对两个连续的数字 a[i]a[i] 和 a[i-1]a[i−1]，它们满足 a[i]>a[i-1]a[i]>a[i−1]。现在，没有对 a[i-1]a[i−1] 右侧的重新排列可以创建更大的排列，因为该子数组由数字按降序组成。因此，我们需要重新排列 a[i-1]a[i−1] 右边的数字，包括它自己。

现在，什么样子的重新排列将产生下一个更大的数字呢？我们想要创建比当前更大的排列。因此，我们需要将数字 a[i-1]a[i−1] 替换为位于其右侧区域的数字中比它更大的数字，例如 a[j]a[j]。

我们交换数字 a[i-1]a[i−1] 和 a[j]a[j]。我们现在在索引 i-1i−1 处有正确的数字。 但目前的排列仍然不是我们正在寻找的排列。我们需要通过仅使用 a[i-1]a[i−1]右边的数字来形成最小的排列。 因此，我们需要放置那些按升序排列的数字，以获得最小的排列。

但是，在从右侧扫描数字时，我们只是继续递减索引直到我们找到 a[i]a[i] 和 a[i-1]a[i−1] 这对数。其中，a[i] > a[i-1]a[i]>a[i−1]。因此，a[i-1]a[i−1] 右边的所有数字都已按降序排序。此外，交换 a[i-1]a[i−1] 和 a[j]a[j] 并未改变该顺序。因此，我们只需要反转 a[i-1]a[i−1] 之后的数字，以获得下一个最小的字典排列。

下一个排列

class Solution:
    def nextPermutation(self, nums):
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        :param nums:  List[int]
        :return: None
        """
        
        # 用于原地反转nums中从start之后的所有元素
        def reverse(nums, start):
            i, j = start, len(nums)-1
            while i < j:
                nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
                i += 1
                j -= 1
        
        # 从右到左找到第一次断崖
        i = len(nums)-2
        while i >= 0 and nums[i] >= nums[i+1]:
            i -= 1
        
        # 从右到左找到比崖底水平面高的第一个元素
        if i >= 0:
            j = len(nums) - 1
            while j >= 0 and nums[j] <= nums[i]:
                j -= 1
            nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
        
        # 反转
        reverse(nums, i+1)

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