csp信奥赛C++标准模板库STL案例应用22

csp信奥赛C++标准模板库STL案例应用22

next_permutation实践

题目描述

人类终于登上了火星的土地并且见到了神秘的火星人。人类和火星人都无法理解对方的语言，但是我们的科学家发明了一种用数字交流的方法。这种交流方法是这样的，首先，火星人把一个非常大的数字告诉人类科学家，科学家破解这个数字的含义后，再把一个很小的数字加到这个大数上面，把结果告诉火星人，作为人类的回答。

火星人用一种非常简单的方式来表示数字――掰手指。火星人只有一只手，但这只手上有成千上万的手指，这些手指排成一列，分别编号为1 , 2 , 3 , ⋯ 1,2,3,\cdots1,2,3,⋯。火星人的任意两根手指都能随意交换位置，他们就是通过这方法计数的。

一个火星人用一个人类的手演示了如何用手指计数。如果把五根手指――拇指、食指、中指、无名指和小指分别编号为1 , 2 , 3 , 4 1,2,3,41,2,3,4和5 55，当它们按正常顺序排列时，形成了5 55位数12345 1234512345，当你交换无名指和小指的位置时，会形成5 55位数12354 1235412354，当你把五个手指的顺序完全颠倒时，会形成54321 5432154321，在所有能够形成的120 120120个5 55位数中，12345 1234512345最小，它表示1 11；12354 1235412354第二小，它表示2 22；54321 5432154321最大，它表示120 120120。下表展示了只有3 33根手指时能够形成的6 66个3 33位数和它们代表的数字：

现在你有幸成为了第一个和火星人交流的地球人。一个火星人会让你看他的手指，科学家会告诉你要加上去的很小的数。你的任务是，把火星人用手指表示的数与科学家告诉你的数相加，并根据相加的结果改变火星人手指的排列顺序。输入数据保证这个结果不会超出火星人手指能表示的范围。

输入格式

共三行。
第一行一个正整数N NN，表示火星人手指的数目（1 ≤ N ≤ 10000 1 \le N \le 100001≤N≤10000）。
第二行是一个正整数M MM，表示要加上去的小整数（1 ≤ M ≤ 100 1 \le M \le 1001≤M≤100）。
下一行是1 11到N NN这N NN个整数的一个排列，用空格隔开，表示火星人手指的排列顺序。

输出格式

N NN个整数，表示改变后的火星人手指的排列顺序。每两个相邻的数中间用一个空格分开，不能有多余的空格。

输入输出样例 1

输入 1

5 3 1 2 3 4 5

输出 1

1 2 4 5 3

说明/提示

对于30 % 30\%30%的数据，N ≤ 15 N \le 15N≤15。

对于60 % 60\%60%的数据，N ≤ 50 N \le 50N≤50。

对于100 % 100\%100%的数据，N ≤ 10000 N \le 10000N≤10000。

题目分析

这道题的核心是理解火星人的计数方式：火星人用手指排列的顺序来表示数字，每个不同的排列对应一个数字，排列按字典序从小到大排序。给定当前排列和一个正整数M，要求找到当前排列之后的第M个排列。

解题思路

核心算法

使用C++ STL中的next_permutation函数，该函数会按照字典序生成当前排列的下一个排列。

算法步骤

1. 读入火星人手指数量N和需要加的整数M
2. 读入当前手指排列顺序
3. 调用next_permutation函数M次，得到新的排列
4. 输出新的排列

代码实现

#include<bits/stdc++.h>usingnamespacestd;intn,m,x;// n：手指数量，m：要加的数字，x：临时变量用于输入intmain(){cin>>n>>m;// 读入手指数量n和要加的数字mvector<int>a;// 使用vector存储手指的排列// 读入当前排列for(inti=1;i<=n;i++){cin>>x;a.push_back(x);// 将每个手指编号添加到vector中}// 连续调用m次next_permutation，得到当前排列之后的第m个排列while(m--){next_permutation(a.begin(),a.end());// 生成下一个排列}// 输出结果排列for(inti=0;i<n;i++){cout<<a[i]<<" ";// 输出每个数字，用空格分隔}return0;}

功能分析

输入处理

• 第一行：手指数量N
• 第二行：要加的数字M
• 第三行：当前排列（1~N的一个排列）

核心功能

1. 排列生成：使用next_permutation函数生成下一个排列

   • 这个函数会修改容器中的元素顺序，使其变为字典序中的下一个排列
   • 如果当前排列已经是最后一个排列，函数会返回false并将序列重置为第一个排列（但本题保证结果不会超出范围）

2. 迭代M次：相当于将当前排列对应的数字加上M

复杂度分析

时间复杂度

• next_permutation函数的时间复杂度为O(N)
• 需要执行M次，因此总时间复杂度为O(M×N)
• 在题目限制下（N≤10000，M≤100），最坏情况为100×10000=1e6次操作，可以接受

空间复杂度

• 使用vector存储排列，空间复杂度为O(N)

示例解析

以样例为例：

输入： 5 3 1 2 3 4 5

• 初始排列：12345（对应数字1）
• 加3后：应该是第4个排列（1+3=4）
• 所有5位数排列按字典序：
  1. 12345
  2. 12354
  3. 12435
  4. 12453（对应输出1 2 4 5 3）

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