题目描述:

给出集合 [1,2,3,…,n],其所有元素共有 n! 种排列。

按大小顺序列出所有排列情况,并一一标记,当 n = 3 时, 所有排列如下:

"123"
"132"
"213"
"231"
"312"
"321"
给定 n 和 k,返回第 k 个排列。

说明:

给定 n 的范围是 [1, 9]。
给定 k 的范围是[1,  n!]。
示例 1:

输入: n = 3, k = 3
输出: "213"
示例 2:

输入: n = 4, k = 9
输出: "2314"

题目解析:

康托展开的公式:(不用记,看形势就行,下面会有例子)
X=an*(n-1)!+an-1*(n-2)!+...+ai*(i-1)!+...+a2*1!+a1*0!

ai为整数,并且0<=ai<i(1<=i<=n)

适用范围:没有重复元素的全排列



第一类题:N个数的第k个排序,例子,1,2,3,4共有4!种排列,1234,1243,1324等等。按顺序应该是

1234

1243

1324

1342

1423

1432等等

可以通过STL中next_permutation(begin, end);来算下一个全排列,理论上你要算n个数的第k个排列只要调用k-1次next_permutation()就行,但是一般来说肯定会超时的,因为next_permutation的时间复杂度是O(n)(如果自己写出来next_permutation时间复杂度比n大就要注意了,其中一个容易疏忽的地方是最后排序可以用reverse而不是sort)。所以如果用这个的话时间复杂度是O(N^2)。

而用康托展开只要O(n)就行,下面来说说具体怎么做:

题目:找出第16个n = 5的序列(12345)

首先第十六个也就是要前面有15个数,要调用15次next_permutation函数。

根据第一行的那个全排列公式,15 / 4! = 0 …15  =》  有0个数比他小的数是1,所以第一位是1

拿走刚才的余数15,用15 / 3! = 2 …3   =>  剩下的数里有两个数比他小的是4(1已经没了),所以第二位是4

拿走余数3, 用 3 / 2! = 1 …1   =》  剩下的数里有一个数比他小的是3,所以第三位是3

拿走余数1, 用 1/  1! = 1 …0    =>  剩下的数里有一个数比他小的是 5(只剩2和5了),所以第四位是5



所以排列是 1,4,3,5,2





第二类题:已知是n = 5,求14352是它的第几个序列?(同一道题)

用刚才的那道题的反向思维:

第一位是1,有0个数小于1,即0* 4!

第二位是4,有2个数小于4,即2* 3!

第三位是3,有1个数小于3,即1* 2!

第四位是5,有1个数小于5,即1* 1!

第五位是2,不过不用算,因为肯定是0

所以14352是 n = 5的第 0 + 12 + 2 + 1 + 0 = 15    + 1(求的是第几个,所以要加一) = 16

第16个,跟刚才那道题一样,证明对了

完整代码:

class Solution:
    def getPermutation(self, n: int, k: int) -> str:
        l = ''
        perm = 1
        for i in range(n):
            perm *= (i + 1)
        arr = [i + 1 for i in range(n)]
        k -= 1
        for i in range(n):
            if n- i > 1:
                perm = perm // (n- i)
            y = k // perm
            k = k % perm
            l += str(arr[y])
            del arr[y]
            
        return l