张伦聪的技术博客 Research And Development

75. 分类颜色

2018-06-09

给定一个包含红色、白色和蓝色,一共 n 个元素的数组,原地对它们进行排序,使得相同颜色的元素相邻,并按照红色、白色、蓝色顺序排列。

此题中,我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。

注意: 不能使用代码库中的排序函数来解决这道题。

示例:

输入: [2,0,2,1,1,0]
输出: [0,0,1,1,2,2]

进阶:

  • 一个直观的解决方案是使用计数排序的两趟扫描算法。
  • 首先,迭代计算出0、1 和 2 元素的个数,然后按照0、1、2的排序,重写当前数组。
  • 你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗?

解:利用本题只有0,1,2三种元素,很容易可以想到可以利用快排的变种:三way快排和双轴快排,利用red,white,blue三个指针将数组分为四部分,red左边的都是0,red到white中间都是1,white到blue中间都是未扫描排序的,blue右边的都是2,用white来扫描数组。理解了三way快排和双轴快排原理就很容易了,而且还比三way快排和双轴快排少了递归的步骤。 可参考:Arrays.sort实现原理-双轴快排

 public void sortColors(int[] nums) {
        int red = 0;
        //white进行扫描
        int white = 0;
        int blue = nums.length - 1;
        while (white <= blue) {
            if (nums[white] == 0) {
                swap(nums, red, white);
                red++;
                white++;
            } else if (nums[white] == 1) {
                white++;
            } else if (nums[white] == 2) {
                swap(nums, white, blue);
                blue--;
            }
        }
    }

    private void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int tmp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = tmp;
    }

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