第k个排列的确定方法

本文介绍了两种确定第k个排列的方法:回溯算法结合剪枝和数学上的康托展开。提供了相关代码实现,并通过示例解释了如何找到特定序列的第k个字典序排列。

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可以用回溯+剪枝的方法,看这里:

https://leetcode-cn.com/problems/permutations/solution/hui-su-suan-fa-python-dai-ma-java-dai-ma-by-liweiw/

或者用数学方法——康托展开:https://baike.baidu.com/item/%E5%BA%B7%E6%89%98%E5%B1%95%E5%BC%80/7968428

写成代码可能类似这样:

https://www.cnblogs.com/ariel-dreamland/p/9149577.html

——————————————以下为博主的青涩思考~~———————————————

例如,对于这样一些数:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7],如何确定它的第k个排列(按字典序)?

假设k = 2 * 4! + 3 * 3! + 2,考虑下面的一些排列:

形如[1, 2, 3, 4, 5, 6, *]的排列是最小的1!个排列;
形如[1, 2, 3, 4, 5, *, *]的排列是最小的2!个排列;
形如[1, 2, 3, 4, *, *, *]的排列是最小的3!个排列;
形如[1, 2, 3, *, *, *, *]的排列是最小的4!个排列;
形如[1, 2, *, *, *, *, *]的排列是最小的5!个排列;
……

我们的k位于4!5!之间,所以第k个排列的形式应该是[1, 2, *, *, *, *, *]

现在考虑第一个*处应该填哪个数字(候选的有3,4,5,6,7),通过从小到大填入这些候选数字,考虑下面的这排列:

形如[1, 2, 3, *, *, *, *]的排列是最小的4!个排列;
形如[1, 2, 4, *, *, *, *]的排列是第4! + 1到第2 * 4!个排列;
形如[1, 2, 5, *, *, *, *]的排列是第2 * 4! + 1到第3* 4!个排列;
形如[1, 2, 6, *, *, *, *]的排列是第3* 4! + 1到第4* 4!个排列;
形如[1, 2, 7, *, *, *, *]的排列是第4* 4! + 1到第5* 4!个排列;

显然,k位于2 * 4! + 13 * 4!之间,所以第一个*处应该填入5,即第k个排列的形式应该是[1, 2, 5, *, *, *, *]

现在考虑填充接下来的*,候选的数字有3、4、6、7,通过类似的方法,由于k大于3 * 3!,所以第四个数字应该选在候选数字中第4小的,即*处应该填入7第k个排列的形式应该是[1, 2, 5, 7, *, *, *]

接下来,由于k % 2! = 0,所以我们从3、4、6中选择第1小的,即3,得到[1, 2, 5, 7, 3, *, *],接下来,在4、6中选择第k / 2! + 1 = 2小的,即6,得到[1, 2, 5, 7, 3, 6, *],最后一个数字只能是4,最终我们得到结论,第k个排列的形式应该是[1, 2, 5, 7, 3, 6, 4]

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