数据结构---寻找一个整数所有数字全排列的下一个数

news2024/11/13 9:43:14

寻找一个整数所有数字全排列的下一个数

  • 储备知识
  • 第一步
  • 第二步
  • 第三步
  • JAVA实现

给出一个正整数,找出这个正整数所有数字全排列的下一个数。说通俗点就是在一个整数所包含数字的全部组合中,找到一个大于且仅大于原数的新整数。

例子:
如果输入12345,则返回12354。
如果输入12354,则返回12435。
如果输入12435,则返回12453。

为了和原数接近,我们需要尽量保持高位不变,低位在最小的范围内变换顺序。
变换顺序的范围大小,则取决于当前整数的逆序区域。

在这里插入图片描述
12354的逆序区域是最后两位,仅看这两位已经是当前的最大组合。
若想最接近原数,又比原数更大,必须从倒数第3位开始改变。

具体操作:我们需要从后面的逆序区域中找到大于3的最小的数字,让其和3的位置进行互换。
在这里插入图片描述
倒数第3位已经确定,这个时候最后两位仍然是逆序状态。我们需要把最后两位转变为顺序状态,以此保证在倒数第3位数值为4的情况下,后两位尽可能小
在这里插入图片描述

储备知识

如果是固定的几个数字,应该是在逆序排列的情况下最大,在顺序排列的情况下最小。
数字的顺序和逆序,是全排列中的两种极端情况。
为了和原数接近,我们需要尽量保持高位不变,低位在最小的范围内变换顺序
变换顺序的范围大小,则取决于当前整数的逆序区域。

第一步

从后向前查看逆序区域,找到逆序区域的前一位,也就是数字置换的边界

第二步

让逆序区域的前一位和逆序区域中大于它的最小的数字交换位置。

第三步

把原来的逆序区域转为顺序状态

JAVA实现

package algorithmProblem;

import java.util.Arrays;

public class nextNumberOfTheFullArrangement {

    //找数字置换的边界***************
    private static int findTransformerPoint(int[] number){
        for (int i=  number.length-1;i>0;i--){
            if(number[i]>number[i-1]){
                return i;
            }
        }
        //说明数组已经逆序
        return 0;
    }
    //把逆序区域的前一位和逆序区域中刚刚大于它的数字交换位置
    private static int[] exchangeHead(int[] number,int index){
        //逆序区域的前一位:index-1
        int head = number[index-1];
        for (int i =number.length-1;i>0;i--){
            if(head<number[i]){
                number[index-1] = number[i];
                number[i]=head;
                break;
            }
        }
        //交换元素后的数组
        return number;
    }

    //把原来的逆序区域转为顺序
    private static int[] reverse(int[]num,int index){
        for (int i = index,j=num.length-1;i<j;i++,j--){
            int temp = num[i];
            num[i] = num[j];
            num[j]=  temp;
        }
        return num;
    }

    //传入是一个数组,得到结果再用数组输出
    public static int[] findNearestNumber(int[] number){
        //1. 从后向前查看逆序区域,***找到逆序区域的前一位***,也就是数字置换的边界
        int index = findTransformerPoint(number);
        // 如果数字置换边界是0,说明整个数组已经逆序,无法得到更大的相同数
        if(index==0){
            return null;
        }
        //2.把逆序区域的前一位和逆序区域中刚刚大于它的数字交换位置
        //先复制一份
        int[] numberCopy = Arrays.copyOf(number,number.length);
        exchangeHead(numberCopy,index);
        //把原来的逆序区域转为顺序
        reverse(numberCopy,index);
        return numberCopy;
    }

    private static void output(int[] number){
        for (int i:number){
            System.out.print(i);
        }
        System.out.println();
    }

    
}

特别关注逆序区域的划分

测试类

public static void main(String[] args) {
        int[]a = new int[]{1,2,4,3,5};
        int[] newa=new int[]{};
        newa= findNearestNumber(a);
        output(newa);
        System.out.println("打印当前数组之后的10个全排列整数");

        //打印12345 之后的10个全排列整数
        for (int i = 0;i<10;i++){
            a = findNearestNumber(a);
            output(a);
        }
    }

在这里插入图片描述

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