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?
问题分析
数组中只有三种颜色,0居左,2居右。我们维持两个左右指针p0,p1,当前位置指针是cur,如果当前数是0,则将p0位置的数与cur位置的数交换,p0与cur同时往右移动;如果当前数是1,则cur继续往右移动;这样我们可以保证数组的前面部分始终是0,1有序的。如果当前数是2,则将cur位置的数与p1位置的数交换,但此时只需p1左移一位,cur不动,因为无法保证交换后cur左边的数依然是0,1有序的。总之,我们要保持cur左边的数都始终都是(0,1)有序时,才移动cur,这样才能逐步把0置换到左边,2置换到右边,剩下的1自然就在中间。
代码
class Solution:
def swap(self, nums,a, b):
tmp = nums[b]
nums[b] = nums[a]
nums[a] = tmp
def sortColors(self, nums: List[int]) -> None:
"""
Do not return anything, modify nums in-place instead.
"""
n = len(nums)
p0 = 0
p2 = n-1
cur = 0
while(cur<=p2):
if nums[cur] == 0:
self.swap(nums, p0, cur)
p0 +=1
cur +=1
if nums[cur] == 2:
self.swap(nums, p2, cur)
p2 -=1
# cur +=1
else:
cur += 1
对大小为N的数组进行了一次遍历,所以时间复杂度是O(N)。由于是原地置换,使用了常数空间,空间复杂度是O(1)。