数据结构与算法之数组: LeetCode 75. 颜色分类 (Ts版)-优快云博客

颜色分类

https://leetcode.cn/problems/sort-colors/description/

描述

给定一个包含红色、白色和蓝色、共 n 个元素的数组 nums ，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
我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色
必须在不使用库内置的 sort 函数的情况下解决这个问题

示例 1

输入：nums = [2,0,2,1,1,0]
输出：[0,0,1,1,2,2]

示例 2

输入：nums = [2,0,1]
输出：[0,1,2]

提示

n == nums.length
1 <= n <= 300
nums[i] 为 0、1 或 2

进阶：

你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗？

Typescript 版算法实现

1 ) 方案1：单指针

/**
 Do not return anything, modify nums in-place instead.
 */
function sortColors(nums: number[]): void {
    const n: number = nums.length;
    let ptr: number = 0;

    // First pass: Move all 0s to the beginning
    for (let i = 0; i < n; ++i) {
        if (nums[i] === 0) {
            const temp: number = nums[i];
            nums[i] = nums[ptr];
            nums[ptr] = temp;
            ++ptr;
        }
    }

    // Second pass: Move all 1s to the positions after 0s
    for (let i = ptr; i < n; ++i) {
        if (nums[i] === 1) {
            const temp: number = nums[i];
            nums[i] = nums[ptr];
            nums[ptr] = temp;
            ++ptr;
        }
    }
}

2 ) 方案2：双指针

/**
 Do not return anything, modify nums in-place instead.
 */
function sortColors(nums: number[]): void {
    const n: number = nums.length;
    let p0: number = 0;
    let p1: number = 0;

    for (let i = 0; i < n; ++i) {
        if (nums[i] === 1) {
            // Swap nums[i] with nums[p1]
            const temp: number = nums[i];
            nums[i] = nums[p1];
            nums[p1] = temp;
            ++p1;
        } else if (nums[i] === 0) {
            // Swap nums[i] with nums[p0]
            const temp: number = nums[i];
            nums[i] = nums[p0];
            nums[p0] = temp;

            // If p0 is less than p1, swap nums[i] with nums[p1]
            if (p0 < p1) {
                const temp2: number = nums[i];
                nums[i] = nums[p1];
                nums[p1] = temp2;
            }

            ++p0;
            ++p1;
        }
    }
}

3 ) 方案3：双指针优化版

/**
 Do not return anything, modify nums in-place instead.
 */
function sortColors(nums: number[]): void {
    const n: number = nums.length;
    let p0: number = 0;
    let p2: number = n - 1;

    for (let i = 0; i <= p2; ++i) {
        // 处理 nums[i] == 2 的情况
        while (i <= p2 && nums[i] === 2) {
            const temp: number = nums[i];
            nums[i] = nums[p2];
            nums[p2] = temp;
            --p2;
        }

        // 处理 nums[i] == 0 的情况
        if (nums[i] === 0) {
            const temp: number = nums[i];
            nums[i] = nums[p0];
            nums[p0] = temp;
            ++p0;
        }
    }
}