Sort Colors (M)
Given an array with n objects colored red, white or blue, sort them in-place so that objects of the same color are adjacent, with the colors in the order red, white and blue.
Here, we will use the integers 0, 1, and 2 to represent the color red, white, and blue respectively.
Note: You are not suppose to use the library’s sort function for this problem.
Example:
Input: [2,0,2,1,1,0]
Output: [0,0,1,1,2,2]
Follow up:
- A rather straight forward solution is a two-pass algorithm using counting sort.
First, iterate the array counting number of 0’s, 1’s, and 2’s, then overwrite array with total number of 0’s, then 1’s and followed by 2’s. - Could you come up with a one-pass algorithm using only constant space?
题意
将一个只包含0、1、2的数组排序,不允许使用内置的排序函数。
思路
经典的“荷兰旗??”问题。
最简单的做法是先遍历一遍统计0、1、2的个数,再遍历一遍逐个按个数输出0、1、2。
只遍历一遍的方法,实际上是对最基础的快速排序方法进行重复元素优化:将数组分为三个区间,左区间存放比目标值小的元素,右区间存放比目标值大的元素,中部区间存放与目标值相同的元素,每次递归只递归左区间和右区间。
代码实现 - 快排优化
class Solution {
public void sortColors(int[] nums) {
sort(nums, 0, nums.length - 1);
}
private void sort(int[] nums, int start, int end) {
if (start >= end) {
return;
}
int i = start; // 当前遍历元素
int left = start, right = end; // left左侧元素小于目标值,right右侧元素大于目标值
int temp = nums[start]; // 目标值
while (i <= right) {
if (nums[i] < temp) {
swap(nums, i++, left++); // 当前元素小于目标值,移到左侧区间
} else if (nums[i] > temp) {
swap(nums, i, right--); // 当前元素大于目标值,移到右侧区间
} else {
i++; // 当前元素等于目标值,保留在中间区间中不移动
}
}
sort(nums, start, left - 1);
sort(nums, right + 1, end);
}
private void swap(int[] nums, int i, int j) {
int temp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = temp;
}
}
代码实现 - 统计排序
class Solution {
public void sortColors(int[] nums) {
// 统计个数
int[] count = new int[3];
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
count[nums[i]]++;
}
// 重新填充数组
int i = 0;
for (int j = 0; j < 3; j++) {
while (count[j]-- != 0) {
nums[i++] = j;
}
}
}
}
本文探讨了经典的“荷兰国旗”问题,即对只包含0、1、2的数组进行排序,且不能使用内置排序函数。介绍了两遍计数排序和一遍快排优化的解决方案,后者是对基础快速排序的重复元素优化。
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