【LeetCode-75】 颜色分类

6.14 颜色分类【75】

6.14.1 题目描述

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。

必须在不使用库的sort函数的情况下解决这个问题。

6.14.2 方法一：单指针

思路与算法

class Solution {
    
    public void sortColors(int[] nums) {
    
        int n = nums.length;
        int ptr = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
    
            if (nums[i] == 0) {
    
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[ptr];
                nums[ptr] = temp;
                ++ptr;
            }
        }
        for (int i = ptr; i < n; ++i) {
    
            if (nums[i] == 1) {
    
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[ptr];
                nums[ptr] = temp;
                ++ptr;
            }
        }
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是数组 nums 的长度。
• 空间复杂度：O(1)。

6.14.3 方法二：双指针

思路与算法

class Solution {
    
    public void sortColors(int[] nums) {
    
        int n = nums.length;
        int p0 = 0, p1 = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
    
            if (nums[i] == 1) {
    
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p1];
                nums[p1] = temp;
                ++p1;
            } else if (nums[i] == 0) {
    
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p0];
                nums[p0] = temp;
                if (p0 < p1) {
    
                    temp = nums[i];
                    nums[i] = nums[p1];
                    nums[p1] = temp;
                }
                ++p0;
                ++p1;
            }
        }
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是数组 nums 的长度。
• 空间复杂度：O(1)。

6.14.4 方法三：双指针

思路与算法

class Solution {
    
    public void sortColors(int[] nums) {
    
        int n = nums.length;
        int p0 = 0, p2 = n - 1;
        for (int i = 0; i <= p2; ++i) {
    
            while (i <= p2 && nums[i] == 2) {
    
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p2];
                nums[p2] = temp;
                --p2;
            }
            if (nums[i] == 0) {
    
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p0];
                nums[p0] = temp;
                ++p0;
            }
        }
    }
}

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是数组 nums 的长度。
• 空间复杂度：O(1)。

6.14.5 my answer—统计0 1 2的个数

class Solution {
    
    public void sortColors(int[] nums) {
    
        List<Integer> list0 = new ArrayList<>();
        List<Integer> list1 = new ArrayList<>();
        List<Integer> list2 = new ArrayList<>();
        for (int num : nums) {
    
            if(num==0)list0.add(num);
            if(num==1)list1.add(num);
            if(num==2)list2.add(num);
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
    
            if (i<list0.size())nums[i]=0;
            else if(i<list0.size()+list1.size())nums[i]=1;
            else nums[i]=2;
        }
    }
}