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颜色分类

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题目介绍

颜色分类

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。

此题中，我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。

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]

示例3：

输入：nums = [0]
输出：[0]

示例4：

输入：nums = [1]
输出：[1]

提示：

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

进阶：

• 你可以不使用代码库中的排序函数来解决这道题吗？
• 你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗？

题目解法

package algorithm;

import java.util.Arrays;

public class SortColors {

    public static void sortColors(int[] nums) {
        if (nums.length <= 1) {
            return;
        }

        int red = 0;
        int white = 0;
        int blue = 0;
        for (int num : nums) {
            if (num == 0) {
                red++;
            } else if (num == 1) {
                white++;
            } else {
                blue++;
            }
        }
        Arrays.fill(nums, 0, red, 0);
        Arrays.fill(nums, red, red + white, 1);
        Arrays.fill(nums, red + white, red + white + blue, 2);
    }

    public static void sortColors1(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;
            }
        }
    }

    public static void sortColors2(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;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = new int[] {2,0,2,1,1,0};
        sortColors(nums);
        print(nums);

        nums = new int[] {2,0,1};
        sortColors(nums);
        print(nums);

        nums = new int[] {0};
        sortColors(nums);
        print(nums);

        nums = new int[] {1};
        sortColors(nums);
        print(nums);
    }

    private static void print(int[] nums) {
        for (int num : nums) {
            System.out.print(num);
            System.out.print(" ");
        }
        System.out.println();
    }
}

打印：

0 0 1 1 2 2 
0 1 2 
0 
1 

思路：

思路统计并填充法很简单，但是双指针也很巧妙。