Leetcode 75. 颜色分类

题目

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？

解答

解法一：桶排思想（两次遍历）

先对所有的花按不同颜色计数，然后再一一覆盖原数组的值即可。

代码

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int[] bucket = new int[3];
        for(int i = 0; i < nums.length; i ++) {
            bucket[nums[i]] ++;
        }
        
        int index = 0;
        for(int i = 0; i < bucket.length; i ++) {
            while(bucket[i] -- > 0) {
                nums[index ++] = i;
            }
        }
    }
}

结果

解法二：三路快排思想（一次遍历）

画几张图来感受一下。（一定要配合下面的代码来看图）

初始状态：lt = -1, i = 0, gt = nums.length

第一步：nums[i] > 1, 所以 2 被交换到了最后。更新了 gt 的值。

第二步：nums[i] < 1，所以 0 被交换到前面。更新了 lt，i 的值。

有兴趣的话可以把剩余的流程按下面代码的方式走一遍。

一定大有收获的。( 其实是懒，图不好画 ：)

代码

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int lt = -1;
        int i = 0;
        int gt = nums.length;
        while(i < gt) {
            if(nums[i] == 1) {
                i ++;
            } else if(nums[i] < 1) {
                swap(nums, i++, ++lt);
            } else {
                swap(nums, i, --gt);
            }
        }
    }
    
    private void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int t = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = t;
    }
}

结果