【力扣刷题实战】颜色分类

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力扣题目：颜色分类

题目描述

解题思路

问题理解

算法选择

具体思路

解题要点

完整代码（C++）

兄弟们共勉 ！！！ 

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力扣题目：颜色分类

原题链接：75. 颜色分类 - 力扣（LeetCode）

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 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]

解题思路

问题理解

本题要求对一个包含 0、1、2 三种元素的数组进行原地排序，使得相同颜色（即相同数字）的元素相邻，并且按照 0、1、2 的顺序排列，同时不能使用库内置的 sort 函数。

算法选择

采用三指针法。使用三个指针 left、right 和 i 来对数组进行划分和排序，通过一次遍历数组，将 0 交换到数组的左边，2 交换到数组的右边，1 自然就会在中间，从而实现排序。

具体思路

1. 初始化指针：

   • 初始化 left 指针为 -1，用于标记 0 区域的右边界。

   • 初始化 right 指针为数组的大小，用于标记 2 区域的左边界。

   • 初始化 i 指针为 0，用于遍历数组。

2. 遍历数组：

   • 当 i 小于 right 时，执行以下操作：

     • 当前元素为 0：如果 nums[i] 等于 0，将 left 指针右移一位，然后交换 nums[left] 和 nums[i]，再将 i 指针右移一位。这样可以将 0 元素交换到 0 区域。

     • 当前元素为 2：如果 nums[i] 等于 2，将 right 指针左移一位，然后交换 nums[right] 和 nums[i]。注意此时 i 指针不移动，因为交换过来的元素还未处理。

     • 当前元素为 1：如果 nums[i] 等于 1，直接将 i 指针右移一位，因为 1 元素不需要交换，会自然地留在中间。

3. 完成排序：

   • 当 i 等于 right 时，遍历结束，数组已经按照 0、1、2 的顺序排列好。

解题要点

1. 指针的含义和移动：明确 left、right 和 i 三个指针的含义，根据当前元素的值正确移动指针，确保 0 元素在左边，2 元素在右边，1 元素在中间。

2. 交换元素：使用 swap 函数交换元素的位置，注意交换后指针的移动情况。

3. 遍历条件：遍历数组时，i 指针的范围是小于 right，因为 right 之后的元素已经是排好序的 2 元素。

完整代码（C++）

class Solution {
public:
    void sortColors(vector& nums) 
    {
        // left 指针用于标记 0 区域的右边界，初始化为 -1，表示还没有 0 元素
        int left = -1;
        // right 指针用于标记 2 区域的左边界，初始化为数组大小，表示还没有 2 元素
        int right = nums.size();
        // i 指针用于遍历数组
        for(int i = 0; i < right;)
        {
            // 如果当前元素是 0
            if(nums[i] == 0)
            {
                // 将 0 元素交换到 0 区域，left 指针右移一位
                swap(nums[++left], nums[i]);
                // 交换后 i 指针也右移一位
                i++;
            }
            // 如果当前元素是 2
            else if(nums[i] == 2)
            {
                // 将 2 元素交换到 2 区域，right 指针左移一位
                swap(nums[--right], nums[i]);
                // 注意这里 i 不移动，因为交换过来的元素还未处理
            }
            // 如果当前元素是 1
            else
            {
                // 1 元素不需要交换，直接将 i 指针右移一位
                i++;
            }
        }
    }
};

兄弟们共勉 ！！！ 

码字不易，求个三连

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