Next Permutation (Java)

Implement next permutation, which rearranges numbers into the lexicographically next greater permutation of numbers.

If such arrangement is not possible, it must rearrange it as the lowest possible order (ie, sorted in ascending order).

The replacement must be in-place, do not allocate extra memory.

Here are some examples. Inputs are in the left-hand column and its corresponding outputs are in the right-hand column.
1,2,3 → 1,3,2
3,2,1 → 1,2,3
1,1,5 → 1,5,1

排列问题:

1. 从后往前遍历,找到第一个非升序的,比如1,2,4,3 则找到了2,记录value和location。

2. 如果遍历完也没找到这个元素就证明这是排列的最后一个,那么从头到尾做置换,使其升序排列。比如4,3,2,1,变换为1,2,3,4

3. 如果步骤1找到了那个元素,则从后往前遍历到location的位置,找到第一个大于它的数值,比如1,2,4,3,从后向前找,找到了3,然后交换,即得到1,3,4,2

4. 将location后面的元素做交换,如1,3,4,2 将后面的4,2变换为2,4,得1,3,2,4


Source

public class Solution {
    public void nextPermutation(int[] num) {
        int len = num.length;
        int key = 0, i, temp, loc = 0;
        for(i = len - 1; i > 0; i--){
        	if(num[i - 1] < num[i]){
        		key = num[i - 1];
        		loc = i - 1;
        		break;
        	}
        }
        if(i == 0){
        	for(i = 0; i < len / 2; i++){
        		temp = num[i];
        		num[i] = num[len - i - 1];
        		num[len - i - 1] = temp;
        	}
        	return;
        }
    
        for(i = len - 1; i > loc; i--){
        	if(num[i] > key){
        	    temp = key;
        		num[loc] = num[i];
        		num[i] = temp;
        		break;
        	}
        }
   
        for(i = loc + 1; i < loc + 1 + (len - loc - 1) / 2; i++){
        	temp = num[i];
        	num[i] = num[len - 1 - i + loc + 1];
        	num[len - 1 - i + loc + 1] = temp;
        }
    }
}


Test

    public static void main(String[] args){
    	
    	int[] num = {4,3,2,1};

    	new Solution().nextPermutation(num);;
    	for(int i = 0; i < num.length; i++){
    		System.out.print(num[i] + " ");
    	}
    
    }


<think>好的,用户问的是Java中是否有类似C++的next_permutation函数。首先,我需要回忆C++的next_permutation的功能。它用来生成下一个字典序排列,如果当前排列已经是最大的,就循环到最小的,并返回false。Java标准库中是否有这样的函数呢? 记得Java的Collections类里有一个方法可以生成排列,但具体是哪个方法呢?可能需要查证。比如,是否有类似nextPermutation的方法?或者是否需要自己实现? 然后想到,Java标准库中没有直接对应的函数,但可以通过其他方式实现。比如,使用递归或迭代的方法生成全排列,或者利用现有的工具类。例如,Apache Commons Math库中的PermutationIterator类可能有用,但用户可能需要添加依赖。 另外,用户可能希望不依赖外部库,因此需要提供一个自定义的实现。这时候需要回忆next_permutation的算法步骤,通常包括找到第一个递减的元素,然后交换,再反转剩余部分。如何将这些步骤转化为Java代码? 接着,我需要考虑用户可能的代码示例需求。提供一个Java版本的nextPermutation函数,并说明如何使用。同时,要处理数组的情况,因为C++中的next_permutation通常处理数组或容器。 还需要注意边界条件,比如数组为空或只有一个元素的情况。此外,字典序的处理是否正确,特别是当已经是最后一个排列时如何循环到第一个。 然后,检查是否有相关的引用内容可以支持回答。用户提供的引用中,引用[2]提到了C++的algorithm头文件,可能和next_permutation有关,但需要确认。不过用户的问题是关于Java的,所以可能需要忽略引用中的内容,除非有相关的跨语言对比。 最后,生成相关问题,帮助用户深入理解排列生成、性能优化或与其他库的比较。确保问题覆盖不同的方面,比如算法实现、库的使用、应用场景等。 总结步骤: 1. 确认C++的next_permutation功能。 2. 查找Java标准库中的替代方案。 3. 若无,提供自定义实现或第三方库方法。 4. 编写示例代码并解释步骤。 5. 考虑边界情况和正确性验证。 6. 生成相关问题。</think>在Java中实现类似C++标准库的`next_permutation`功能可以通过自定义算法或使用第三方库实现。以下是两种方法的具体说明: --- ### 方法一:自定义实现 C++的`next_permutation`核心逻辑分为三步: 1. **从右向左找到第一个递减元素的位置$i$**,即满足$a[i] < a[i+1]$ 2. **从右向左找到第一个大于$a[i]$的元素$a[j]$**,交换$a[i]$和$a[j]$ 3. **反转$i+1$到末尾的子序列**,使其成为最小字典序排列 Java实现示例: ```java public static boolean nextPermutation(int[] nums) { int i = nums.length - 2; while (i >= 0 && nums[i] >= nums[i + 1]) i--; // 步骤1 if (i >= 0) { int j = nums.length - 1; while (j >= 0 && nums[j] <= nums[i]) j--; // 步骤2 swap(nums, i, j); } reverse(nums, i + 1); // 步骤3 return i >= 0; } private static void swap(int[] nums, int i, int j) { int temp = nums[i]; nums[i] = nums[j]; nums[j] = temp; } private static void reverse(int[] nums, int start) { int end = nums.length - 1; while (start < end) { swap(nums, start, end); start++; end--; } } ``` 使用示例: ```java int[] arr = {1, 2, 3}; do { System.out.println(Arrays.toString(arr)); } while (nextPermutation(arr)); ``` --- ### 方法二:使用第三方库 Apache Commons Collections库提供了排列生成工具: ```java PermutationIterator<Integer> permIterator = new PermutationIterator<>(Arrays.asList(1, 2, 3)); while (permIterator.hasNext()) { System.out.println(permIterator.next()); } ``` 需添加依赖: ```xml <dependency> <groupId>org.apache.commons</groupId> <artifactId>commons-collections4</artifactId> <version>4.4</version> </dependency> ``` --- ### 性能对比 | 方法 | 时间复杂度 | 空间复杂度 | 是否修改原数组 | |------------|------------|------------|----------------| | 自定义实现 | $O(n)$ | $O(1)$ | 是 | | 第三方库 | $O(n!)$ | $O(n)$ | 否 | ---
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