[LeetCode]75. 颜色分类(Sort Colors)

题目描述

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]

进阶:

  • 一个直观的解决方案是使用计数排序的两趟扫描算法。
    首先,迭代计算出0、1 和 2 元素的个数,然后按照0、1、2的排序,重写当前数组。
  • 你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗?

解题思路

荷兰三色国旗问题。

  1. 解法一:计数;
  2. 解法二:双指针。使用 p0p2 指针分别指向 0 的右边界和 2 的左边界,遍历列表,对应交换。

代码

Python 3.6

解法一:计数

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class Solution:
def sortColors(self, nums: List[int]) -> None:
"""
Do not return anything, modify nums in-place instead.
"""
count_0 = count_1 = count_2 = 0
for num in nums:
if num == 0:
count_0 += 1
elif num == 1:
count_1 += 1
else:
count_2 += 1
nums[:count_0] = [0] * count_0
nums[count_0:count_1] = [1] * count_1
nums[count_0 + count_1:] = [2] * count_2

执行用时 : 56 ms
内存消耗 : 13.9 MB

解法二:双指针

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class Solution:
def sortColors(self, nums: List[int]) -> None:
"""
Do not return anything, modify nums in-place instead.
"""
length = len(nums)
p0 = 0
p2 = length - 1
cur = 0
while cur <= p2:
if nums[cur] == 0:
nums[p0], nums[cur] = 0, nums[p0]
# 两个指针同时右移,因为 p0 处的值永远小于 2
# 因为如果为 2,那么交换 cur 与 p2 之后,cur 指针没有右移(如果还是 2 则会继续交换)
p0 += 1
cur += 1
elif nums[cur] == 2:
nums[p2], nums[cur] = 2, nums[p2]
p2 -= 1
else:
# nums[cur] 目前为 1
cur += 1

执行用时 : 52 ms
内存消耗 : 13.7 MB