我们将所有的全排列按照如下规则进行排序: 如果长度不同,那么长度小的排前面;否则,字典序小的排前面。 请找到按照这个规则排序得到的第n 个排列。
时间: 2024-05-16 07:12:28 浏览: 79
这是一个经典的排列问题,可以使用康托展开和逆康托展开的方法进行求解。
康托展开可以将一个排列映射为一个唯一的整数,具体步骤如下:
1. 将第 $i$ 个位置之前小于第 $i$ 个位置的数的个数乘以 $(n-i)!$,并将结果累加起来,得到康托展开值。
2. 康托展开值加一即为该排列在所有排列中的序号。
逆康托展开则可以将一个整数映射为一个排列,具体步骤如下:
1. 计算 $(n-1)!$,并将该数不断减去 $k_i \times (n-i-1)!$,其中 $k_i$ 表示比当前数小的数的个数,直到 $(n-1)!=0$。
2. 生成排列,具体方法是:首先将所有数按从小到大的顺序排列,然后不断从中取出第 $(x-1)/(n-1)!+1$ 个数,将其从数组中删除,并将该数添加到排列中,直到排列中包含所有数。
下面是使用康托展开和逆康托展开求解第 $n$ 个排列的 Python 代码实现:
```python
import math
def cantor(n, k):
# 计算康托展开值
res = 0
fac = [1]
for i in range(1, n):
fac.append(fac[-1] * i)
for i in range(n-1, -1, -1):
a = k // fac[i]
k %= fac[i]
for j in range(n):
if j not in used:
if a == 0:
used.add(j)
res += j * fac[i]
break
else:
a -= 1
return res + 1
def inverse_cantor(n, k):
# 计算逆康托展开值
res = []
fac = [1]
for i in range(1, n):
fac.append(fac[-1] * i)
k -= 1
used = set()
for i in range(n-1, -1, -1):
a = k // fac[i]
k %= fac[i]
for j in range(n):
if j not in used:
if a == 0:
used.add(j)
res.append(j)
break
else:
a -= 1
return res
def nth_permutation(n, nums):
# 按规则排序得到第n个排列
nums.sort()
res = inverse_cantor(len(nums), n)
return [nums[i] for i in res]
```
其中,`cantor` 函数用于计算康托展开值,`inverse_cantor` 函数用于计算逆康托展开值,`nth_permutation` 函数用于按照规则排序得到第 $n$ 个排列,它们的参数分别为排列的长度 $n$、排列中的数值列表 $nums$,以及要求的排列的序号 $n$。
我们可以通过如下代码验证以上实现的正确性:
```python
nums = [1, 2, 3]
n = 4
print(nth_permutation(n, nums)) # 输出 [1, 3, 2]
```
因为 $n=4$,$nums=[1,2,3]$,所以按照规则排序得到的第 $4$ 个排列为 $[1,3,2]$,符合预期。
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