数据结构实验——荷兰国旗问题（三色排列）

问题描述

输入一个整型数组，整数取值 0,1,2，可以重复。输出排序后的结果。 要求设计一个排序算法，常数辅助空间和一遍扫描。

示例 1：
输入： 0 1 0 1 2 0 1 0 1 0 2 2 0 1
输出： 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 2
示例 2：
输入： 1 0 2 0 1 1 2 0 2 1
输出： 0 0 0 1 1 1 1 2 2 2

问题分析

• 由题目的要求，我们可以知道，这个问题较为特殊。首先，元素的只有三种，其次，常数辅助空间，最后，一边扫描
• 故经过分析，我们可以通过只有三个未知数想到运用两个指针来进行排序

两个指针均从数组头开始扫描：
有以下几种情况：

• 扫描到0时，进行交换，将p2所指的值赋给扫描位的值，p1所指的值赋值给p2所指的位的值，p1所指的位的值赋0，指针p1和指针p2均向后移动一位
• 扫描到1时，将p2所指的值赋值给扫描位，p2所指的位的值赋值为1，指针p1不动，p2指针向后移动一位
• 扫描到2时，什么也没发生，继续向后扫描
• 重复以上三个步骤，直到扫描完成，也就完成了排序

源代码

#include 
#include 

void sortColors(int nums[], int n)
{
    int *x1,*x2;//定义两个指针
    int i;
    x1=nums;//指针指向数组头
    x2=nums;//指针指向数组头
    for(i=0;i<n;i++)//for循环遍历一次数组
    {
        if(nums[i]!=0&&nums[i]!=1&&nums[i]!=2)//排除非法输入
        {
            printf("Error!!!\n");
            exit(0);
        }
        else if(nums[i]==0)//如果读到0进行如下交换后两个指针向后移
        {
            nums[i]=*x2;
            *x2=*x1;
            *x1=0;
            x1++;
            x2++;
        }
        else if(nums[i]==1)//读到1则进行如下交换后，x2指针向后移
        {
            nums[i]=*x2;
            *x2=1;
            x2++;
        }
    }
}

int main()
{
    int nums[1000];
    int n , i = 0;
    printf("please input n:\n");
    scanf("%d", &n);
    printf("please input number:\n");
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        scanf("%d", &nums[i]);
    }
    sortColors(nums, n);
    printf("result:\n");
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", nums[i]);
    }
    return 0;
}