[LeetCode] Permutation Sequence 序列排序

 

The set [1,2,3,...,n] contains a total of n! unique permutations.

By listing and labeling all of the permutations in order, we get the following sequence for n = 3:

  1. "123"
  2. "132"
  3. "213"
  4. "231"
  5. "312"
  6. "321"

Given n and k, return the kth permutation sequence.

Note:

  • Given n will be between 1 and 9 inclusive.
  • Given k will be between 1 and n! inclusive.

Example 1:

Input: n = 3, k = 3
Output: "213"

Example 2:

Input: n = 4, k = 9
Output: "2314"

 

这道题是让求出n个数字的第k个排列组合,由于其特殊性,我们不用将所有的排列组合的情况都求出来,然后返回其第k个,我们可以只求出第k个排列组合即可,那么难点就在于如何知道数字的排列顺序,可参见网友喜刷刷的博客,首先我们要知道当n = 3时,其排列组合共有3! = 6种,当n = 4时,其排列组合共有4! = 24种,我们就以n = 4, k = 17的情况来分析,所有排列组合情况如下:

1234
1243
1324
1342
1423
1432
2134
2143
2314
2341
2413
2431
3124
3142
3214
3241
3412 <— k = 17
3421
4123
4132
4213
4231
4312
4321

我们可以发现,每一位上1,2,3,4分别都出现了6次,当最高位上的数字确定了,第二高位每个数字都出现了2次,当第二高位也确定了,第三高位上的数字都只出现了1次,当第三高位确定了,那么第四高位上的数字也只能出现一次,下面我们来看k = 17这种情况的每位数字如何确定,由于k = 17是转化为数组下标为16:

最高位可取1,2,3,4中的一个,每个数字出现3!= 6次,所以k = 16的第一位数字的下标为16 / 6 = 2,在 “1234” 中即3被取出。这里我们的k是要求的坐标为k的全排列序列,我们定义 k’ 为当最高位确定后,要求的全排序列在新范围中的位置,同理,k” 为当第二高为确定后,所要求的全排列序列在新范围中的位置,以此类推,下面来具体看看:

第二位此时从1,2,4中取一个,k = 16,则此时的 k’ = 16 % (3!) = 4,如下所示,而剩下的每个数字出现2!= 2次,所以第二数字的下标为4 / 2 = 2,在 “124” 中即4被取出。

3124
3142
3214
3241
3412 <— k’ = 4
3421

第三位此时从1,2中去一个,k’ = 4,则此时的k” = 4 % (2!) = 0,如下所示,而剩下的每个数字出现1!= 1次,所以第三个数字的下标为 0 / 1 = 0,在 “12” 中即1被取出。

3412 <— k” = 0
3421

第四位是从2中取一个,k” = 0,则此时的k”’ = 0 % (1!) = 0,如下所示,而剩下的每个数字出现0!= 1次,所以第四个数字的下标为0 / 1= 0,在 “2” 中即2被取出。

3412 <— k”’ = 0

那么我们就可以找出规律了
a1 = k / (n – 1)!
k1 = k

a2 = k1 / (n – 2)!
k2 = k1 % (n – 2)!

an-1 = kn-2 / 1!
kn-1 = kn-2 % 1!

an = kn-1 / 0!
kn = kn-1 % 0!

 

代码如下:

class Solution {
public:
    string getPermutation(int n, int k) {
        string res;
        string num = "123456789";
        vector<int> f(n, 1);
        for (int i = 1; i < n; ++i) f[i] = f[i - 1] * i;
        --k;
        for (int i = n; i >= 1; --i) {
            int j = k / f[i - 1];
            k %= f[i - 1];
            res.push_back(num[j]);
            num.erase(j, 1);
        }
        return res;
    }
};

 

类似题目:

Next Permutation

Permutations

 

参考资料:

https://leetcode.com/problems/permutation-sequence/description/

https://leetcode.com/problems/permutation-sequence/discuss/22508/An-iterative-solution-for-reference

 

    原文作者:Grandyang
    原文地址: http://www.cnblogs.com/grandyang/p/4358678.html
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