【5.5】指针算法-三指针解决颜色分类

一、题目

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。

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]

示例 3：

输入：nums = [0]

输出：[0]

示例 4：

输入：nums = [1]

输出：[1]

提示：

• n == nums.length

• 1 <= n <= 300

• nums[i] 为 0、1 或 2

二、解题思路

数组中仅包含三种数字：0、1、2。我们只需将 0 移至前面，将 3 移至后面即可。难度并非很大。下面以示例一为例，来看如下动图。

三、代码实现

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

// 交换数组中的两个数字
void swap(vector<int>& nums, int i, int j) {
    int tmp = nums[i];
    nums[i] = nums[j];
    nums[j] = tmp;
}

// 三指针排序
void sortColors(vector<int>& nums) {
    // 0的右边界
    int left = 0;
    // 2的左边界
    int right = nums.size() - 1;
    // 指向当前数字
    int index = 0;
    while (index <= right) {
        if (nums[index] == 0) {
            // 如果是0，就往前面移
            swap(nums, left++, index++);
        } else if (nums[index] == 1) {
            index++;
        } else if (nums[index] == 2) {
            // 如果是2就往后面移
            swap(nums, right--, index);
        }
    }
}

int main() {
    vector<int> nums = {2, 0, 2, 1, 1, 0};
    sortColors(nums);

    for (int num : nums) {
        cout << num << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}