LeetCode 第 75 號問題：顏色分類

本文首發於公衆號「五分鐘學算法」，是圖解 LeetCode 系列文章之一。

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題目來源於 LeetCode 上第 75 號問題：顏色分類。題目難度爲 Medium，目前經過率爲 51.8% 。

題目描述

給定一個包含紅色、白色和藍色，一共 n 個元素的數組，原地對它們進行排序，使得相同顏色的元素相鄰，並按照紅色、白色、藍色順序排列。

此題中，咱們使用整數 0、 1 和 2 分別表示紅色、白色和藍色。

注意: 不能使用代碼庫中的排序函數來解決這道題。

示例:

輸入: [2,0,2,1,1,0]
輸出: [0,0,1,1,2,2]
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進階：

• 一個直觀的解決方案是使用計數排序的兩趟掃描算法。 首先，迭代計算出0、1 和 2 元素的個數，而後按照0、一、2的排序，重寫當前數組。
• 你能想出一個僅使用常數空間的一趟掃描算法嗎？

題目解析

結合三路快排 partition 思路的應用。

設定兩個索引，一個從左往右滑動zero，一個從右往左滑動two。

• 遍歷nums，當nums[i]的值爲1時，i++；
• 當nums[i]的值爲2時，two的值先減1，然後交換nums[i]與nums[two]，此時在觀察nums[i]的值；
• 當nums[i]的值爲0時，zero++，然後交換nums[i]與nums[zero]，i++;當 i = two時，結束循環。

動畫描述

代碼實現

// 三路快速排序的思想
// 對整個數組只遍歷了一遍
// 時間複雜度: O(n)
// 空間複雜度: O(1)
class Solution {
public:
    void sortColors(vector<int> &nums) {

        int zero = -1;          // [0...zero] == 0
        int two = nums.size();  // [two...n-1] == 2
        for(int i = 0 ; i < two ; ){
            if(nums[i] == 1){
                 i ++;
            }else if (nums[i] == 2){
                 two--;
                 swap( nums[i] , nums[two]);
            }else{ // nums[i] == 0
                 zero++;
                 swap(nums[zero] , nums[i]);
                 i++;
            }
        }
    }
};

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