556. 下一个更大元素 III : 简单构造模拟题

题目描述

这是 LeetCode 上的 556. 下一个更大元素 III ，难度为 中等。

Tag : 「模拟」、「双指针」

给你一个正整数 $n$，请你找出符合条件的最小整数，其由重新排列 $n$ 中存在的每位数字组成，并且其值大于 $n$。如果不存在这样的正整数，则返回 $-1$ 。

注意 ，返回的整数应当是一个 $32$ 位整数 ，如果存在满足题意的答案，但不是 $32$ 位整数 ，同样返回 $-1$。

示例 1：

输入：n = 12

输出：21

示例 2：

输入：n = 21

输出：-1

提示：

• $1 <= n <= 2^{31} - 1$

模拟

根据题意，只有给定数字 $x$ 本身从高位到低位是「非严格降序」时，我们无法找到一个合法值。

首先，我们可以先对 $x$ 诸位取出，存成 nums 数组（数组的首位元素为原数 $x$ 的最低位）。

然后尝试找到第一个能够交换的位置 idx（若无法找到，说明不存在合法值，返回 $-1$），即从 $nums[0]$（原始 $x$ 的最低位）开始找，找到第一个「降序」的位置 idx，然后从 $[0, idx)$ 范围内找一个比 $nums[idx]$ 要大的最小数与其进行互换，也是从 $nums[0]$ 开始找，找到第一个满足比 $nums[idx]$ 大的数。

当互换完成后，此时比 $x$ 要大这一目标已由第 idx 位所保证（后续的排序应该按照从小到大放置），同时互换结束后的 $[0, idx)$ 仍然满足「非严格升序」特性，因此我们可以对其运用「双指针」进行翻转。

代码：

class Solution {
    public int nextGreaterElement(int x) {
        List nums = new ArrayList<>();
        while (x != 0) {
            nums.add(x % 10);
            x /= 10;
        }
        int n = nums.size(), idx = -1;
        for (int i = 0; i < n - 1 && idx == -1; i++) {
            if (nums.get(i + 1) < nums.get(i)) idx = i + 1;
        }
        if (idx == -1) return -1;
        for (int i = 0; i < idx; i++) {
            if (nums.get(i) > nums.get(idx)) {
                swap(nums, i, idx);
                break;
            }
        }
        for (int l = 0, r = idx - 1; l < r; l++, r--) swap(nums, l, r);
        long ans = 0;
        for (int i = n - 1; i >= 0; i--) ans = ans * 10 + nums.get(i);
        return ans > Integer.MAX_VALUE ? -1 : (int)ans;
    }
    void swap(List nums, int a, int b) {
        int c = nums.get(a);
        nums.set(a, nums.get(b));
        nums.set(b, c);
    }
}

• 时间复杂度：$O(\log{n})$
• 空间复杂度：$O(\log{n})$

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.556 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先把所有不带锁的题目刷完。

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