数据结构与算法颜色分类：三路快速排序算法思想实现

Posted 2021-09-01 小园香径独徘徊

颜色分类：三路快速排序算法思想实现

Java
https://leetcode-cn.com/problems/sort-colors/

解题思路

恰好三种元素，可以使用三路快速排序算法的思想，实现出来的时间复杂度是为O(n)级别的。首先是把元素区间分为3段，第一段存0，第二段存1，第三段存2。那么这样需要两个变量来指示这三个段的位置，约定：[0,tl) 为0，(tg,nums.length-1] 为2，[tl,i) 为1，[i,tg] 为未处理。那我们就可以写个while循环，[i,tg]未处理元素为空的时候退出循环，用i来遍历所有数据，遇到0放入区间[0,tl)，放入时只需要i和tl位置的元素交换一下位置，tl右移一格就好了，同样的，遇到2放入(tg,nums.length-1]区间，也是交换一下位置，但是这时i不需要移动，因为根据定义[i,tg]中的为未处理元素，交换回来的tg处的元素是没有处理的，所以要进入下次循环处理一下，遇到1则直接i++就好了，因为约定[tl,i) 为1，i++就直接放入区间内了。遍历一遍之后数据也就都处理好处理完了，简单图示如下：

代码

class Solution {
public void swap(int[] arr, int i,int j){
        int t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
    }
    public void sortColors(int[] nums) {
        int i=0,tl = 0,tg = nums.length-1;
        // [0,tl) 为0，(tg,nums.length-1] 为2，[tl,i) 为1，[i,tg] 为未处理
        while (i<=tg){
            if(nums[i] == 0){ //放入0的部分
                swap(nums,i,tl);
                tl++;
                i++;
            }else if(nums[i] == 1){ // 不动
                i++;
            }else {
                swap(nums,i,tg); // 放入2的部分
                tg--;
            }
        }
    }
}