【Leetcode刷题篇】（十四）颜色分类

最新推荐文章于 2024-03-05 19:30:45 发布

我的大名王二狗

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分类专栏： C++学习 Leetcode

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本文深入探讨了LeetCode上一道经典题目——三色排序的两种高效算法。通过计数排序和双指针技巧，实现对红、白、蓝三种颜色元素的原地排序，避免了额外空间的使用。文章详细介绍了每种方法的思路、时间和空间复杂度。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

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。

链接：https://leetcode-cn.com/problems/sort-colors

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？

来源：力扣（LeetCode）

方法一：计数排序

O（n）- O(n)

分析：

数出0,1,2出现的次数，然后重写整个数组。
代码：

class Solution {
public:
    void sortColors(vector<int>& nums) {
        int count[3] = {0};
        for(int i = 0; i<nums.size();i++){
            count[nums[i]]++;
        }
        
        int index = 0;
        for(int i = 0; i < count[0]; i++)
            nums[index++] = 0;
        for(int i = 0; i < count[1]; i++)
            nums[index++] = 1;
        for(int i = 0; i < count[2]; i++)
            nums[index++] = 2;
    }
};

方法二：

O(n) - O(1)

class Solution {
public:
    void sortColors(vector<int>& nums) {
       int Zero = -1;             //[0,Zero] =0
       int Two = nums.size();     //[Two,nums.size()]  = 2
        for(int i = 0; i<Two;){
              if(nums[i] ==0){
                  Zero++;
                  swap(nums[i],nums[Zero]);
                  i++;
              }
              else if(nums[i] == 1)
                  i++;
              else {    //arr[i]==2
                  Two--;
                  swap(nums[i],nums[Two]);
              }
               
              }            
        }
};