Python 中字符串的第 n 个字典序排列


假设我们有一个长度为 m 的字符串,该字符串只包含小写字母,我们需要找到该字符串的字典序第 n 个排列。

例如,如果输入字符串为 "pqr",n = 3,则输出为 "qpr",因为所有排列为 [pqr, prq, qpr, qrp, rpq, rqp],它们按排序顺序排列。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • MAX_CHAR := 26

  • MAX_FACT := 20

  • factorials := 一个大小为 MAX_FACT 的数组

  • factorials[0] := 1

  • 对于 i 从 1 到 MAX_FACT,执行:

    • factorials[i] := factorials[i - 1] * i

  • size := 字符串的大小

  • occurrence := 一个大小为 MAX_CHAR 的数组,填充为 0

  • 对于 i 从 0 到 size,执行:

    • occurrence[ASCII(string[i]) - ASCII('a')] := occurrence[ASCII(string[i]) - ASCII('a')] + 1

  • res := 一个大小为 MAX_CHAR 的数组

  • Sum := 0, k := 0

  • 当 Sum 不等于 n 时,执行:

    • Sum := 0

    • 对于 i 从 0 到 MAX_CHAR,执行:

      • 如果 occurrence[i] 等于 0,则

        • 跳过本次迭代

      • occurrence[i] := occurrence[i] - 1

      • temp_sum := factorials[size - 1 - k]

      • 对于 j 从 0 到 MAX_CHAR,执行:

        • temp_sum := temp_sum / factorials[occurrence[j]] (整数除法)

      • Sum := Sum + temp_sum

      • 如果 Sum >= n,则

        • res[k] := ASCII 码为 (i + ASCII('a')) 的字符

        • n := n - Sum - temp_sum

        • k := k + 1

        • 跳出循环

      • 如果 Sum < n,则

        • occurrence[i] := occurrence[i] + 1

  • i := MAX_CHAR - 1

  • 当 k < size 且 i >= 0 时,执行:

    • 如果 occurrence[i] 不为零,则

      • res[k] := ASCII 码为 (i + ASCII('a')) 的字符

      • occurrence[i] := occurrence[i] - 1

      • i := i + 1

      • k := k + 1

    • i := i - 1

  • 返回从 res 的索引 0 到 (k - 1) 组成的字符串

示例

让我们来看下面的实现,以便更好地理解:

在线演示

MAX_CHAR = 26
MAX_FACT = 20
factorials = [None] * (MAX_FACT)
def get_nth_permute(string, n):
   factorials[0] = 1
   for i in range(1, MAX_FACT):
      factorials[i] = factorials[i - 1] * i
   size = len(string)
   occurrence = [0] * (MAX_CHAR)
   for i in range(0, size):
      occurrence[ord(string[i]) - ord('a')] += 1
   res = [None] * (MAX_CHAR)
   Sum = 0
   k = 0
   while Sum != n:
      Sum = 0
      for i in range(0, MAX_CHAR):
         if occurrence[i] == 0:
            continue
         occurrence[i] -= 1
         temp_sum = factorials[size - 1 - k]
         for j in range(0, MAX_CHAR):
            temp_sum = temp_sum // factorials[occurrence[j]]
         Sum += temp_sum
         if Sum >= n:
            res[k] = chr(i + ord('a'))
            n -= Sum - temp_sum
            k += 1
            break
         if Sum < n:
            occurrence[i] += 1
   i = MAX_CHAR-1
   while k < size and i >= 0:
      if occurrence[i]:
         res[k] = chr(i + ord('a'))
         occurrence[i] -= 1
         i += 1
         k += 1
      i -= 1
   return ''.join(res[:k])

n = 3
string = "pqr"
print(get_nth_permute(string, n))

输入

"pqr"

输出

qpr

更新于: 2020年8月25日

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