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# 31.下一个排列
[力扣题目链接](https://leetcode.cn/problems/next-permutation/)
实现获取 下一个排列 的函数，算法需要将给定数字序列重新排列成字典序中下一个更大的排列。
如果不存在下一个更大的排列，则将数字重新排列成最小的排列（即升序排列）。
必须 原地 修改，只允许使用额外常数空间。
示例 1：
* 输入：nums = [1,2,3]
* 输出：[1,3,2]
示例 2：
* 输入：nums = [3,2,1]
* 输出：[1,2,3]
示例 3：
* 输入：nums = [1,1,5]
* 输出：[1,5,1]
示例 4：
* 输入：nums = [1]
* 输出：[1]
# 思路
一些同学可能手动写排列的顺序，都没有写对，那么写程序的话思路一定是有问题的了，我这里以1234为例子，把全排列都列出来。可以参考一下规律所在：
```
1 2 3 4
1 2 4 3
1 3 2 4
1 3 4 2
1 4 2 3
1 4 3 2
2 1 3 4
2 1 4 3
2 3 1 4
2 3 4 1
2 4 1 3
2 4 3 1
3 1 2 4
3 1 4 2
3 2 1 4
3 2 4 1
3 4 1 2
3 4 2 1
4 1 2 3
4 1 3 2
4 2 1 3
4 2 3 1
4 3 1 2
4 3 2 1
```
如图：
以求1243为例，流程如图：
对应的C++代码如下：
```CPP
class Solution {
public:
void nextPermutation(vector& nums) {
for (int i = nums.size() - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = nums.size() - 1; j > i; j--) {
if (nums[j] > nums[i]) {
swap(nums[j], nums[i]);
reverse(nums.begin() + i + 1, nums.end());
return;
}
}
}
// 到这里了说明整个数组都是倒序了，反转一下便可
reverse(nums.begin(), nums.end());
}
};
```
# 其他语言版本
## Java
```java
class Solution {
public void nextPermutation(int[] nums) {
for (int i = nums.length - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = nums.length - 1; j > i; j--) {
if (nums[j] > nums[i]) {
// 交换
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = temp;
// [i + 1, nums.length) 内元素升序排序
Arrays.sort(nums, i + 1, nums.length);
return;
}
}
}
Arrays.sort(nums); // 不存在下一个更大的排列，则将数字重新排列成最小的排列（即升序排列）。
}
}
```
> 优化时间复杂度为O(N)，空间复杂度为O(1)
```Java
class Solution {
public void nextPermutation(int[] nums) {
// 1.从后向前获取逆序区域的前一位
int index = findIndex(nums);
// 判断数组是否处于最小组合状态
if(index != 0){
// 2.交换逆序区域刚好大于它的最小数字
exchange(nums,index);
}
// 3.把原来的逆序区转为顺序
reverse(nums,index);
}
public static int findIndex(int [] nums){
for(int i = nums.length-1;i>0;i--){
if(nums[i]>nums[i-1]){
return i;
}
}
return 0;
}
public static void exchange(int [] nums, int index){
int head = nums[index-1];
for(int i = nums.length-1;i>0;i--){
if(head < nums[i]){
nums[index-1] = nums[i];
nums[i] = head;
break;
}
}
}
public static void reverse(int [] nums, int index){
for(int i = index,j = nums.length-1;i直接使用sorted()会开辟新的空间并返回一个新的list，故补充一个原地反转函数
```python
class Solution:
def nextPermutation(self, nums: List[int]) -> None:
"""
Do not return anything, modify nums in-place instead.
"""
length = len(nums)
for i in range(length - 1, -1, -1):
for j in range(length - 1, i, -1):
if nums[j] > nums[i]:
nums[j], nums[i] = nums[i], nums[j]
self.reverse(nums, i + 1, length - 1)
return
self.reverse(nums, 0, length - 1)
def reverse(self, nums: List[int], left: int, right: int) -> None:
while left < right:
nums[left], nums[right] = nums[right], nums[left]
left += 1
right -= 1
"""
265 / 265 个通过测试用例
状态：通过
执行用时: 36 ms
内存消耗: 14.9 MB
"""
```
## Go
```go
//卡尔的解法
func nextPermutation(nums []int) {
for i:=len(nums)-1;i>=0;i--{
for j:=len(nums)-1;j>i;j--{
if nums[j]>nums[i]{
//交换
nums[j],nums[i]=nums[i],nums[j]
reverse(nums,0+i+1,len(nums)-1)
return
}
}
}
reverse(nums,0,len(nums)-1)
}
//对目标切片指定区间的反转方法
func reverse(a []int,begin,end int){
for i,j:=begin,end;i= 0; i--){
for(let j = nums.length - 1; j > i; j--){
if(nums[j] > nums[i]){
[nums[j],nums[i]] = [nums[i],nums[j]]; // 交换
// 深拷贝[i + 1, nums.length)部分到新数组arr
let arr = nums.slice(i+1);
// arr升序排序
arr.sort((a,b) => a - b);
// arr替换nums的[i + 1, nums.length)部分
nums.splice(i+1,nums.length - i, ...arr);
return;
}
}
}
nums.sort((a,b) => a - b); // 不存在下一个更大的排列，则将数字重新排列成最小的排列（即升序排列）。
};
//另一种
var nextPermutation = function(nums) {
let i = nums.length - 2;
// 从右往左遍历拿到第一个左边小于右边的 i,此时 i 右边的数组是从右往左递增的
while (i >= 0 && nums[i] >= nums[i+1]){
i--;
}
if (i >= 0){
let j = nums.length - 1;
// 从右往左遍历拿到第一个大于nums[i]的数,因为之前nums[i]是第一个小于他右边的数，所以他的右边一定有大于他的数
while (j >= 0 && nums[j] <= nums[i]){
j--;
}
// 交换两个数
[nums[j], nums[i]] = [nums[i], nums[j]];
}
// 对 i 右边的数进行交换
// 因为 i 右边的数原来是从右往左递增的，把一个较小的值交换过来之后，仍然维持单调递增特性
// 此时头尾交换并向中间逼近就能获得 i 右边序列的最小值
let l = i + 1;
let r = nums.length - 1;
while (l < r){
[nums[l], nums[r]] = [nums[r], nums[l]];
l++;
r--;
}
};
```
