Leetcode: 75. 顏色分類

題目

給定一個包含紅色、白色和藍色，一共 n 個元素的數組，原地對它們進行排序，使得相同顏色的元素相鄰，並按照紅色、白色、藍色順序排列。

此題中，我們使用整數 0、 1 和 2 分別表示紅色、白色和藍色。

注意:
不能使用代碼庫中的排序函數來解決這道題。

示例:

輸入: [2,0,2,1,1,0]
輸出: [0,0,1,1,2,2]
進階：

一個直觀的解決方案是使用計數排序的兩趟掃描算法。
首先，迭代計算出0、1 和 2 元素的個數，然後按照0、1、2的排序，重寫當前數組。
你能想出一個僅使用常數空間的一趟掃描算法嗎？

分析

這道題目考察的實際上是三路快排的 partition 操作，三路快排處理包含重複元素的數組速度更快。

引入變量 ，定義循環不變量:

•   中的數都是0.
•  中的數都是1.
•  是未知區域.
•  中的數都是2.

圖解：

代碼

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int lt = 0, gt = nums.length - 1;
        int i = 0;
        while (i <= gt) {
            if (nums[i] < 1) exch(nums, lt++, i++);
            else if (nums[i] > 1) exch(nums, i, gt--);
            else i++;
        }
    }
    private void exch(int[] nums, int i, int j) {
        int tmp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = tmp;
    }
}