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力扣最热一百题——颜色分类

article 2024/9/29 5:58:43

题目链接：75. 颜色分类 - 力扣（LeetCode）

题目描述

示例

提示：

解法一：不要脸用sort

Java写法：

运行时间

解法二：O1指针

Java写法：

重点

运行时间

C++写法：

运行时间

时间复杂度和空间复杂度

总结

题目链接：75. 颜色分类 - 力扣（LeetCode）

注：下述题目描述和示例均来自力扣

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。

必须在不使用库内置的 sort 函数的情况下解决这个问题。

示例

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]

提示：

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

进阶：

你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗？

解法一：不要脸用sort

既然题目都说了不让用sort，那么我这种一生逆骨的选手是必须要用一下的嘿嘿。

Java写法：

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
    }
}

运行时间

真爽啊哈哈哈哈哈哈哈哈哈

解法二：O1指针

Java写法：

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        // p0用于交换0
        int p0 = 0;
        // p1用于交换1
        int p1 = 0;
        // 进入交换逻辑
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] == 1) {
                // 遇到1
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p1];
                nums[p1] = temp;
                p1++;
            } else if (nums[i] == 0) {
                // 遇到0
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p0];
                nums[p0] = temp;
                // 确保在遇到 0 时，p0 和 p1 之间的元素都是 1
                if (p0 < p1) {
                    temp = nums[i];
                    nums[i] = nums[p1];
                    nums[p1] = temp;
                }
                p0++;
                p1++;
            }
        }
    }
}

重点

变量定义：
- p0：用于指向 0 的位置。
- p1：用于指向 1 的位置。
循环遍历数组：
- 当遍历到元素 1 时，代码会将其与 p1 位置的元素交换，然后 p1 向右移动一位。
- 当遍历到元素 0 时，代码会将其与 p0 位置的元素交换，然后 p0 向右移动一位，p1 也向右移动。
if (p0 < p1) 逻辑：
- 这一条件判断是为了确保在遇到 0 时，p0 和 p1 之间的元素都是 1。
- 这样做的目的是在 0 被移动到前面时，同时也要把 1 移动到 p1 的位置，确保 1 被正确放在 0 的右边。
避免重复处理：
- 只有在 p0 小于 p1 时，才进行这次交换，因为这表示 p0 和 p1 之间有 1，需要将当前的 0 和 1 进行交换，以保持排序。

运行时间

C++写法：

class Solution {
public:
    void sortColors(vector<int>& nums) {
        // p0 用于交换 0
        int p0 = 0;
        // p1 用于交换 1
        int p1 = 0;
        // 进入交换逻辑
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            if (nums[i] == 1) {
                // 遇到 1
                swap(nums[i], nums[p1]);
                p1++;
            } else if (nums[i] == 0) {
                // 遇到 0
                swap(nums[i], nums[p0]);
                // 确保在遇到 0 时，p0 和 p1 之间的元素都是 1
                if (p0 < p1) {
                    swap(nums[i], nums[p1]);
                }
                p0++;
                p1++;
            }
        }
    }
};