Leetcode刷题记录--75. 颜色分类(荷兰国旗问题)
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。
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]
这道题里考的就是快排中的partition,是一个比较经典的荷兰国旗问题,在快排中需要的是指向基准元素的一个指针,外加左右两个边界的指针。
最终会分为0 1 2三个区域
在这道题中,我们需要三个指针cur、left、right,分别指向当前位置,左边0元素的边界,右边2元素的边界
循环的条件是cur<=right,我们循环的目的是保证cur即其前面是规律的0/1序列
一共有3种情况:
- 当nums[cur]==0,我们知道这个0应当在left所指的边界里,故有swap(nums[cur++],nums[left++])
注意这里cur是在交换完成后向右移动一位,是因为在完成交换以后,cur及其前方一定是满足0/1的,所以可以后移了 - 当nums[cur]==2,此时说明这个2应该在right所指的区域,故有swap(nums[cur],nums[right--])
注意这里cur不会往后移动,这是因为完成这一步后,我们只能保证2被送到了合适的位置,交换回来的东西也有可能是0,如果是0的话,这个位置关系就不对了
例:
交换后有
可见交换完成后cur指向的是0,而0在这个位置是不符合0 1 2的顺序的,后续应该还需要和left指针交换,若cur前进了一步,就相当于默认这里是没有问题的,最后就会导致这里有个不正确的0
3. 当nums[cur]==1,此时只要让cur继续前进即可
使用该种方法的具体代码如下:
class Solution {
public:
void sortColors(vector<int>& nums) {
if(nums.size() <=1){
return;
}
int left=0, right=nums.size()-1,cur=0;
//左边维持的是0/1的有序序列,只有确定了0/1,我们的cur指针才能向前移动
while(cur <= right){
if(nums[cur]<1){
swap(nums[cur++],nums[left++]);
}else if(nums[cur]>1){
swap(nums[cur],nums[right--]);
}else{
cur++;
}
}
}
};
但其实解决该题最快的方法是,用一个count数组把0 1 2出现的次数都扫一遍,比如扫一次表可以知道count[3]={1,2,3}
我们可以得知最后的排序是 [0,1,1,2,2,2],因为我们已经得知了出现次数以及前后顺序
具体实现代码为
class Solution {
public:
void sortColors(vector<int>& nums) {
int color[3] = {0,0,0};
for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
color[nums[i]]++;
}
int index = 0;
for(int i = 0; i < nums.size(); ){
while(color[index] > 0){
color[index]--;
nums[i++]=index;
}
index++;
}
}
};