三色旗（荷蘭旗）排序算法分析

三色旗問題又叫荷蘭旗問題，前提是有一個無序的char數組，裏面的元素只能是{‘R’,'G','B'}中的一個，比如{'B','R','G','R','B','B','G','B','R'}，現在要求不允許藉助額外的空間，即只能通過自身元素交換的方法將數組重排序，最終達到RGB順序排序，比如例子中的數組排序後變爲：RRRGGBBBB。

算法分析：

分別定義三個指針，rindex, gindex, bindex, rindex和gindex初始時指向第一個元素，gindex指向最後一個。

rindex始終指向左邊第一個非R的元素，它的作用就是當gindex爲R時和gindex的元素進行交換。

gindex用來遍歷數組，當gindex<=bindex時遍歷結束。

bindex從右邊遞減始終指向從右邊數第一個非B的元素。

當gindex指向的元素是R時，和rindex的元素進行交換，gindex++, rindex++;

當gindex指向的元素是G時，什麼都不做，gindex++;

當gindex指向的元素是B時，和bindex指向的元素互換，bindex--;(這一步爲什麼gindex++，原因請思考這樣的數組GBRB)

當遍歷完數組之後所有的R都在左邊，G在中間，B在右邊

java實現代碼如下：

package com.jackie.algorithm;

public class SortThreeColors {
	//Swap the specified indexs of a char array
	private static void swap(char[] colors,int a, int b){
		char tmp ;
		tmp = colors[a];
		colors[a] = colors[b];
		colors[b] = tmp;
	}
	
	//Sort the char arrays by "RGB" order
	public static char[] sortThreeColors(char[] colors){
		int rindex = 0;
		int gindex = 0;
		int bindex = colors.length-1;
		
		while(gindex < bindex){
			if(colors[gindex] == 'R'){
				if(rindex != gindex ){
					swap(colors, rindex, gindex);
				}
				rindex++;
				gindex++;
			}else if (colors[gindex] == 'B'){
				if(bindex != gindex){
					swap(colors, gindex, bindex);
				}
				bindex--;
			}else{
				gindex++;
			}
		}
		return colors;
	}

	public static void main(String[] args) {
		char colors[] = new char[]{'B','R','G','R','B','B','G','B','R'};
		colors = sortThreeColors(colors);
		System.out.println(colors);
	}

}