解説
A を昇順に並び替えたものを B すると,P が条件を満たすことは B=(AP1,AP2,…,APN) が成り立つことと同値です.
A の中で値が X であるようなものが Ai1,Ai2,…,Aic の c 個であるとします.
B においては X は連続して c 個並んでおり,ある j について Bj=Bj+1=⋯=Bj+c−1=X のようになっています.
よって,(Pj,Pj+1,…,Pj+c−1) は (i1,i2,…,ic) の並び替えになっている必要があり,そのような並び替えは c! 通り存在します.
以上をすべての X について考えることで答えを求めることができます.
すなわち,A には M 種類の数 X1,X2,…,XM が含まれるとし,Xi が含まれる個数を ci とすると,答えは c1!×c2!×⋯×cM! です.