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package com.algorithms;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
/**
* 排列问题
* Created by xifeng.yang on 2019/11/04.
*/
public class Permutation {
public static void main(String[] args) {
Permutation permutation = new Permutation();
int[] nums = new int[]{1, 3, 5, 4, 2};
//permutation.nextPermutation(nums);
List<List<Integer>> results = permutation.permute(nums);
System.out.println(results);
}
/**
* 给定一个没有重复数字的序列，返回其所有可能的全排列。
* <p>
* 示例:
* <p>
* 输入: [1,2,3]
* 输出:
* [
* [1,2,3],
* [1,3,2],
* [2,1,3],
* [2,3,1],
* [3,1,2],
* [3,2,1]
* ]
* <p>
* 来源：力扣（LeetCode）
* 链接：https://leetcode-cn.com/problems/permutations
*
* @param nums
* @return
*/
public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
List<List<Integer>> results = new ArrayList<>();
permute(nums, 0, results);
return results;
}
/**
* 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。
* <p>
* 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）。
* <p>
* 必须原地修改，只允许使用额外常数空间。
* <p>
* 以下是一些例子，输入位于左侧列，其相应输出位于右侧列。
* 1,2,3 → 1,3,2
* 3,2,1 → 1,2,3
* 1,1,5 → 1,5,1
* <p>
* 来源：力扣（LeetCode）
* 链接：https://leetcode-cn.com/problems/next-permutation
*
* @param nums
*/
public void nextPermutation(int[] nums) {
int i = nums.length - 1;
int j;
while (i > 0 && nums[i] <= nums[i - 1]) { //<=号表示可包含重复元素
i--;
}
if (i == 0) {
//最大的排列, 逆序输出.
reverse(nums);
} else if (i == nums.length - 1) {
//最小的排列，交换后两个元素.
swap(nums, i, i - 1);
} else {
//从[i, len -1]中选取比i - 1大的元素中的最小者, 与 i - 1交换, 然后[i, len - 1]递增排序.
for (j = nums.length - 1; j >= i; j--) {
if (nums[j] > nums[i - 1]) {
break;
}
}
swap(nums, j, i - 1);
Arrays.sort(nums, i, nums.length);
}
}
private void permute(int[] nums, int start, List<List<Integer>> results) {
if (start == nums.length - 1) {
List<Integer> result = new ArrayList<>();
for (int i : nums) {
result.add(i);
}
results.add(result);
return;
}
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
swap(nums, i, start);
permute(nums, start + 1, results);
swap(nums, i, start);
}
}
private void swap(int[] nums, int i, int j) {
int temp = nums[j];
nums[j] = nums[i];
nums[i] = temp;
}
private void reverse(int[] nums) {
int temp;
for (int i = 0; i < nums.length / 2; i++) {
temp = nums[i];
nums[i] = nums[nums.length - i - 1];
nums[nums.length - i - 1] = temp;
}
}
}