[LeetCode75题颜色分类] | 刷题打卡这道题是LeetCode75. 颜色分类，难度medium。给定一个包

题目介绍

这道题是LeetCode75. 颜色分类，难度medium。

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

进阶：

你可以不使用代码库中的排序函数来解决这道题吗？
你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗？

解题思路

根据题目的要求，就是将给定数组nums按照0, 1, 2的顺序排序后返回，要仔细审题，注意这里是原地对它们进行排序，所以不要上来就是循环nums，然后将0, 1, 2依次添加到新数组之后返回，这样是不符合要求的。

原地那就是让我们来用指针的方法交换数组了。

单指针

设定一个指针ptr = 0，然后先循环nums数组，找到每个0和ptr交换，每交换一次ptr++，循环结束后nums数组的头部都是0。

然后从ptr开始再次循环nums数组(因为ptr之前的都是0)，找个每个1和ptr交换，没交换一次ptr++，循环结束后的nums数组就是我们想要的结果数组了。

时间复杂度：O(n)O(n)，其中 nn 是数组 \textit{nums}nums 的长度。

空间复杂度：O(1)O(1)。

双指针

单指针是用一个指针ptr循环两次，那我们可不可以只循环一次呢？

当然可以，设定两个指针p0 = 0, p1 = 0，然后循环nums数组，如果遇见0的话我们将i和p0交换，注意这里，因为我们是按照0, 1， 2的顺序来排序的，所以0之后都是1，这里我们可能会把1交换出去，所以这里当p0 < p1的时候，我们还需要将i和p1交换，然后p0++; p1++。

如果我们遇见1，那么就跟单指针的方法一样，将p1和i进行交换，然后p1++;

这样最后我们就得到了我们想要的数组。

左右双指针

上一步中我们是用双指针从左到右遍历nums数组的，我们也可以从两端开始遍历，设定left = 0和right = nums.length - 1，当从左到右超过了right的时候就可以停止遍历了。

当遇见0的时候，i和left交换，然后left++。

当遇见2的时候，i和right交换，然后right--。

1保持不变，遍历结束后的数组nums就是我们需要的结果数组了。

解题代码

单指针

var sortColors = function(nums) {
  const n = nums.length;
  let ptr = 0;
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    if (nums[i] === 0) {
      [nums[i], nums[ptr]] = [nums[ptr], nums[i]];
      ptr++;
    }
  }
  for (let i = ptr; i < n; i++) {
    if (nums[i] === 1) {
      [nums[i], nums[ptr]] = [nums[ptr], nums[i]];
      ptr++;
    }
  }
  return nums;
}

双指针

var sortColors1 = function(nums) {
  const n = nums.length;
  let p0 = 0, p1 = 0;
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    if (nums[i] === 1) {
      [nums[i], nums[p1]] = [nums[p1], nums[i]];
      p1++;
    } else if (nums[i] === 0) {
      [nums[i], nums[p0]] = [nums[p0], nums[i]];
      if (p0 < p1) {
        [nums[i], nums[p1]] = [nums[p1], nums[i]];
      }
      p0++;
      p1++;
    }
  }
  return nums;
}

两端双指针

var sortColors2 = function(nums) {
  const n = nums.length;
  let left = 0, right = n - 1;
  let i = 0;
  while(i <= right) {
    while(i <= right && nums[i] === 2) {
      [nums[i], nums[right]] = [nums[right], nums[i]];
      right--;
    }
    if (nums[i] === 0) {
      [nums[i], nums[left]] = [nums[left], nums[i]];
      left++;
    }
    i++;
  }
  return nums;
}