21 调整数组的顺序使奇数位于偶数的前面 （第3章 高质量的代码-代码的完整性）
题目描述：（题目一）
输入一个整数数组，实现一个函数来调整该数组中数字的顺序，使得所有的奇数位于数组的前半部分，所有的偶数位于数组的后半部分。
测试用例：
功能测试：（输入的数组中的奇数、偶数交替出现；所有偶数都在奇数的前面；输入的数组中所有奇数都出现在偶数的前面）
特殊输入测试：（输入为nullptr；输入的数组只包含一个数字）
解题思路：
1) 初级程序员：维护两个指针，一个指向数组的第一个数字，一个指向数组的最后一个数字；两者向中间移动，第一个指针寻找偶数，第二个指针寻找奇数，将两者内容交换。(快速排序算法)
class Solution {
public:
void reOrderArray(vector<int> &array) {
if(array.empty())
return;
int front = 0;
int back = array.size()-1;
while(front<back){
//寻找偶数
while(front<back && (array[front]&0x1)!=0)//不是偶数时，寻找下一个 error:(array[front]&0x1!=0) 因为!=优先级高于&
++front;
//寻找奇数
while(front<back && (array[back]&0x1)!=1) //不是奇数时，寻找下一个
--back;
if(front<back){
//交换
array[front] = array[front] + array[back];
array[back] = array[front] - array[back];
array[front] = array[front] - array[back];
//++front;
//--back;
}
}
}
};
注意：!=优先级高于& 因此判断是要对(array[front]&0x1)加括号，否则在寻找奇数时，会先计算0x1 !=1 永远不成立，因此永远不会进入到循环内
2）高级程序员：写成一些列同类型的通用写法
-- 题目改成把数组中的数按照大小分为两部分，所有负数都在非负数的前面。
-- 能被3整除的数都在不能被3整除的数的前面。
上述问题都只要修改第二个while跟第三个while的的判断条件即可
通用的解决方法：把判断的标准变成一个函数指针，也就是用一个单独的函数来判断数字是否符合标准。
class Solution {
public:
void reOrderArray(vector<int> &array, bool (*func)(int)) {
if(array.empty())
return;
int front = 0;
int back = array.size()-1;
while(front<back){
//寻找偶数
while(front<back && !func(array[front]) )//不是偶数时，寻找下一个 error:(array[front]&0x1!=0) 因为!=优先级高于&
++front;
//寻找奇数
while(front<back && func(array[front]) ) //不是奇数时，寻找下一个
--back;
if(front<back){
//交换
array[front] = array[front] + array[back];
array[back] = array[front] - array[back];
array[front] = array[front] - array[back];
//++front;
//--back;
}
}
}
bool isEven(int n){
return (n&1)==0; //偶数返回true
}
};
//调用函数方法：
reOrderArray( array, isEven); //第二个参数，可以输入别的判断函数
题目描述：（题目二）
输入一个整数数组，实现一个函数来调整该数组中数字的顺序，使得所有的奇数位于数组的前半部分，所有的偶数位于数组的后半部分。并保证奇数和奇数，偶数和偶数之间的相对位置不变。
测试用例：
功能测试：（输入的数组中的奇数、偶数交替出现；所有偶数都在奇数的前面；输入的数组中所有奇数都出现在偶数的前面）
特殊输入测试：（输入为nullptr；输入的数组只包含一个数字）
解题思路：
1）使用vector内置的函数erase与push_back，从左到右遍历，当遇到偶数时，将其在原位置删除并在vector的后面追加。
class Solution {
public:
void reOrderArray(vector<int> &array) {
//if(array.empty())
//return;
vector<int>::iterator even = array.begin();
int size = array.size();
while (size)
{
if ((*even &01) == 0)
{
int tmp = *even;
even = array.erase(even); //使用erase函数
array.push_back(tmp);
}else{
even++;
}
size--;
}
}
};
注意：该方法的效率主要取决于erase的效率。
erase()函数删除当期位置，然后将后面的数据前移 效率较低。
2）类似冒泡算法，前偶后奇数就交换：
class Solution {
public:
void reOrderArray(vector<int> &array) {
for (int i = 0; i < array.size();i++) //每一次i循环，可以确定i位置的奇数，离i最近的奇数会传递到i位置
{
for (int j = array.size() - 1; j>i;j--)//j每次都从尾部遍历到i后面
{
if ((array[j] & 0x1) == 1 && (array[j - 1] & 0x1) == 0) //前偶后奇交换
{
//交换两个值swap(array[j], array[j-1]);
array[j] = array[j] + array[j-1];
array[j-1] = array[j] - array[j-1];
array[j] = array[j] - array[j-1];
}
}
}
}
};
3）使用stable_partition函数：
//实现1 判断函数定义在类外部
bool isOk(int n){ return ((n & 1) == 1); //奇数返回真 } class Solution { public: void reOrderArray(vector<int> &array) { stable_partition(array.begin(),array.end(),isOk); } };
//实现2 判断函数定义在类内部
class Solution { public: void reOrderArray(vector<int> &array) { stable_partition(array.begin(),array.end(),isOk); } static bool isOk(int n){ //定义在类内，要加static,否则类内会报错。与*this指针有关 return ((n & 1) == 1); //奇数返回真 } };
//实现3 lambda表达式
class Solution { public: void reOrderArray(vector<int> &array) { stable_partition(array.begin(), array.end(), [](int i){return (i & 1) == 1;}); //奇数返回真 } };
注：
[1] stable_partiton(first,last,compare);//first为容器的首迭代器，last为容器的末迭代器，compare为比较函数（可略写）。1 2 3 4 5 序列，用partition函数 那么输出不一定是：1 3 5 2 4 也有可能是：3 5 1 4 2。如果使用stable_partition函数（稳定整理算法），那么输出一定就是：1 3 5 2 4
[2] stable_partition函数源码其实是开辟了新的空间，然后把符合条件的放在新空间的前面，其他的放在后面。 代码中看起来时在原array上进行的操作
[3] 可以向一个算法传递任何类别的可调用对象。可调用对象有函数，函数指针，其实还有重载了函数调用运算符的类，和lambda表达式。
-- lambda表达式 : 用于定义并创建匿名的函数对象，以简化编程工作。
-- 语法形式:
[capture list] (params list) mutable exception-> return type { function body }
各项具体含义如下
1. capture list：捕获外部变量列表
2. params list：形参列表
3. mutable指示符：用来说用是否可以修改捕获的变量
4. exception：异常设定
5. return type：返回类型
6. function body：函数体
可以省略其中的某些成分来声明“不完整”的Lambda表达式，常见的有以下几种
//省略 mutable指示符、exception：异常设定
1. [capture list] (params list) -> return type {function body}
格式1声明了const类型的表达式，这种类型的表达式不能修改捕获列表中的值
//省略返回类型及mutable指示符、exception：异常设定
2. [capture list] (params list) {function body}
格式2省略了返回值类型，但编译器可以根据以下规则推断出Lambda表达式的返回类型： （1）：如果function body中存在return语句，则该Lambda表达式的返回类型由return语句的返回类型确定； （2）：如果function body中没有return语句，则返回值为void类型。
3. [capture list] {function body}
格式3中省略了参数列表，类似普通函数中的无参函数。
示例：
[] (int x, int y) { return x + y; } // 隐式返回类型
[] (int& x) { ++x; } // 没有 return 语句 -> Lambda 函数的返回类型是 'void'
[] () { ++global_x; } // 没有参数，仅访问某个全局变量
[] { ++global_x; } // 与上一个相同，省略了 (操作符重载函数参数)
//显示指定返回类型
[] (int x, int y) -> int { int z = x + y; return z; }
4）新建数组，遍历两遍，先存奇数，再存偶数
class Solution {
public:
void reOrderArray(vector<int> &array) {
vector<int> res;
//存奇数
for(int i = 0; i < array.size(); i++)
{
if((array[i] & 1) == 1)
res.push_back(array[i]);
}
//存偶数
for(int i = 0; i < array.size(); i++)
{
if(array[i] % 2 == 0)
res.push_back(array[i]);
}
//array.swap(res); //swap的效率？
array = res; //或者用 swap
}
注：以后判断奇偶性，不要用 array[i] % 2 == 1 因为不仅效率低，而且当array[i] 为负数，比如-1%2=-1 并不等于1。
用空间换时间，存偶数与存奇数分别是O(n)，最后array=res;的操作，时间复杂度是O(1)么？
5）插入排序算法
相对位置不变--->保持稳定性；奇数位于前面，偶数位于后面 --->存在判断，挪动元素位置；
//java
public class Solution {
public void reOrderArray(int [] array) {
//相对位置不变，稳定性
//插入排序的思想
int m = array.length;
int k = 0;//记录已经摆好位置的奇数的个数
for (int i = 0; i < m; i++) {
//将找到的奇数移动到已确定的k的后面，k++，可以确定k+1个
if (array[i] % 2 == 1) {
int j = i;
while (j > k) {//j >= k+1
int tmp = array[j];
array[j] = array[j-1];
array[j-1] = tmp;
j--;
}
k++;
}
}
}
}
6）归并排序 （快速排序是不稳定的，这里不能使用）归并时间复杂度是nlogn，需要额外的O(N)空间
//java 该算法过于麻烦 待考虑
public class Solution {
public void reOrderArray(int [] array) {
//用用归并排序的思想，因为归并排序是稳定的
int length = array.length;
if(length == 0){
return;
}
int[] des = new int[length];
MergeMethod(array, des, 0,length - 1);
}
public void MergeMethod(int[] array, int [] des, int start, int end){
if(start < end){
int mid = (start + end) / 2;
MergeMethod(array, des, start, mid); //前半部分
MergeMethod(array, des, mid + 1, end); //后半部分
Merge(array, des, start, mid, end);
}
}
public void Merge(int[] array, int[] des, int start, int mid, int end){
int i = start;
int j = mid + 1;
int k = start;
while(i <= mid && array[i] % 2 == 1){
des[k++] = array[i++];
}
while(j <= end && array[j] % 2 == 1){
des[k++] = array[j++];
}
while(i <= mid){
des[k++] = array[i++];
}
while(j <= end){
des[k++] = array[j++];
}
for(int m = start; m <= end; m++){
array[m] = des[m];
}
}
}
7）新开数组空间换时间的解法：
