【一次过】Lintcode 143. 排颜色 II

给定一个有n个对象（包括k种不同的颜色，并按照1到k进行编号）的数组，将对象进行分类使相同颜色的对象相邻，并按照1,2，...k的顺序进行排序。

样例

给出colors=[3, 2, 2, 1, 4]，k=4, 你的代码应该在原地操作使得数组变成[1, 2, 2, 3, 4]

挑战

一个相当直接的解决方案是使用计数排序扫描2遍的算法。这样你会花费O(k)的额外空间。你否能在不使用额外空间的情况下完成？

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解题思路1：

就如上所说使用计数排序，题目类似于Lintcode 148. 颜色分类。

public class Solution {
    /**
     * @param colors: A list of integer
     * @param k: An integer
     * @return: nothing
     */
    public void sortColors2(int[] colors, int k) {
        // write your code here
        int[] nums = new int[k+1];
        
        for(int i : colors)
            nums[i]++;
        
        int index = 0;
        for(int i=1; i<=k; i++){
            while(nums[i] > 0){
                colors[index++] = i;
                nums[i]--;
            }
        }
    }
}

解题思路2：

手写双路快排

public class Solution {
    /**
     * @param colors: A list of integer
     * @param k: An integer
     * @return: nothing
     */
    public void sortColors2(int[] colors, int k) {
        // write your code here
        quickSort(colors, 0, colors.length-1);
    }
    
    private void quickSort(int[] colors, int l,int r){
        if(l >= r)
            return;
        
        int p = partition(colors, l, r);
        
        quickSort(colors, l, p-1);
        quickSort(colors, p+1, r);
    }
    
    private int partition(int[] colors, int l, int r){
        int randomIndex = l + (int)(Math.random()*(r-l+1));
        swap(colors, l, randomIndex);
        int v = colors[l];
        
        int i = l+1;
        int j = r;
        
        while(true){
            while(i <= r && colors[i]<v)
                i++;
            while(j >= l+1 && colors[j]>v)
                j--;
            
            if(i > j)
                break;
            
            swap(colors, i++, j--);
        }
        
        swap(colors, l, j);
        
        return j;
    }
    
    private void swap(int[] nums, int i, int j){
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
}