力扣颜色分类

双指针，滑动窗口，排序。

简单做法，单指针，一直遍历，先排小再排大。找到是0的与指针指的位置做交换，交换后指针在这个位置的任务就结束了，接着去定住下一个，然后依次遍历完一趟后找到所有的0，接着下一个数，从这个指针的位置开始一直在后面，找到所有的1做交换，依次重复，然后剩下的就是2了。

时间复杂度： O(n)，空间复杂度： O(1)。

java 复制代码

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int p0 = 0, p1 = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (nums[i] == 1) {
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p1];
                nums[p1] = temp;
                ++p1;
            } else if (nums[i] == 0) {
                int temp = nums[i];
                nums[i] = nums[p0];
                nums[p0] = temp;
                if (p0 < p1) {
                    temp = nums[i];
                    nums[i] = nums[p1];
                    nums[p1] = temp;
                }
                ++p0;
                ++p1;
            }
        }
    }
}

也可以用hashmap去存每个颜色对应的次数，接着用一个指针去进行填充数组。

时间复杂度： O(n)，空间复杂度： O(1)。

java 复制代码

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
    // 创建一个 HashMap 来存储每个颜色（数字）的频率
    HashMap<Integer, Integer> map = new HashMap<>();

    // 遍历数组 nums，将每个颜色出现的频次记录到 HashMap 中
    for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
        map.put(nums[i], map.getOrDefault(nums[i], 0) + 1);
    }

    // 使用指针来填充数组
    int index = 0;
    
    // 按照颜色的顺序填充数组
    for (int color = 0; color <= 2; color++) {
        int count = map.getOrDefault(color, 0);  // 获取当前颜色的出现次数
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            nums[index++] = color;  // 从当前位置填充当前颜色
        }
    }
}
}

以上都是遍历了两趟，那使用一趟时就得用双指针或三指针了。用一个指针从头扫到尾端做一趟遍历，找到对应的数与左右指针交换，找到一的时候，则直接将遍历的指针移动。用一个指针记录低的数，完成任务后右移，用一个指针记录高的数，完成任务后左移。用这个遍历的指针依次交换就可以排好序了。

时间复杂度： O(n)，空间复杂度： O(1)。

java 复制代码

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int low = 0, mid = 0, high = nums.length - 1;
        
        while (mid <= high) {
            if (nums[mid] == 0) {
                // 当前数字是0，交换 low 和 mid
                swap(nums, low++, mid++);
            } else if (nums[mid] == 1) {
                // 当前数字是1，继续往后移
                mid++;
            } else {
                // 当前数字是2，交换 mid 和 high
                swap(nums, mid, high--);
            }
        }
    }

    private void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
}

java 复制代码

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int n = nums.length;
        int p0 = 0, p2 = n - 1;
        for (int i = 0; i <= p2; ++i) {
            while (i <= p2 && nums[i] == 2) {
               swap(nums,i,p2--);
            }
            if (nums[i] == 0) {
                swap(nums,i,p0++);
            }
        }
    }
    private void swap(int[] nums,int i,int j){
         int tmp=nums[i];
         nums[i]=nums[j];
         nums[j]=tmp;

    }
}

本题对准指针做交换可得到较好的排序，然后也要看一下交换后的情况是不是还需再排。

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