LeetCode 调整顺序使奇数位于偶数前面/颜色问题

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调整数组顺序使得奇数位于偶数前面（剑指 Offer 21）

题目描述

输入一个整数数组，实现一个函数来调整该数组中数字的顺序，使得所有奇数位于数组的前半部分，所有偶数位于数组的后半部分。

示例 1：

输入：nums = [1,2,3,4]
输出：[1,3,2,4] 
注：[3,1,2,4] 也是正确的答案之一。

提示

• 0 <= nums.length <= 50000
• 1 <= nums[i] <= 10000

思路分析

我们可以使用双指针解法，左侧从 0 开始，右侧从数组尾部开始，不断将左侧的偶数值和右侧的奇数值进行交换，直到左侧指针等于右指针时，停止遍历。返回的数组就是我们想要的奇数在前，偶数在后的数组。

代码展示

解法一：时间复杂度是${O(n)}$，空间复杂度是${O(1)}$。

//剑指offer 21 调整数组顺序使得奇数位于偶数前面
    public int[] exchange(int[] nums) {  //1,2,4,3,6,5   //1,3,5,2,4,6
        int length = nums.length;
        int left = 0;
        int right = length - 1;
        while (left < right){
            if (nums[left] % 2 == 0){ //偶数
                if (nums[right] % 2 == 0){ //right 也是偶数
                    right--;
                } else { //right奇数
                    int temp = nums[right];
                    nums[right] = nums[left];
                    nums[left] = temp;
                    left++;
                    right--;
                }
            } else { //奇数
                left++;
            }
        }
        return nums;
    }

颜色分类（75）

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。

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？

思路分析

不推荐使用官方的排序函数，而且仅仅使用常数空间，也就是说空间复杂度是${O(1)}$，因为有三个颜色，所以我们可以先把前面两个颜色先归为一种，然后也是利用双指针解法，统一把 2 移到后面，在将 2 排序好之后在区分 0 和 1，也是利用双指针解法进行解答。

不过颜色问题还有一个注意点，在第二次判断时，也要过滤 nums[right] = 2 的情况，因为存在第一次遍历判断时不变的情况，所以这里还需要注意一下。我们可以用一些简单的案例，比如 {0,1},{1,2}等情况进行简单的代入。

代码展示

解法一：时间复杂度是${O(n)}$，空间复杂度是${O(1)}$。

public void sortColors(int[] nums) { //1，2
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;

        //先将0,1移到左侧,2移到右侧
        while (left < right){
            if (nums[left] == 2){
                if (nums[right] != 2){
                    nums[left++] = nums[right];
                    nums[right--] = 2;
                } else {
                    right--;
                }
            } else {
                left++;
            }
        }
        //0移到左侧，1移到右侧，2已经在最右侧了
        left = 0;
        while (left < right){
            if (nums[left] == 1){
                if (nums[right] != 1 && nums[right] != 2){  //需要特殊注意，这里也要判断不能为2，因为第一个while 可能被直接跳过比如： [1,2]
                    nums[left++] = nums[right];
                    nums[right--] = 1;
                } else {
                    right--;
                }
            } else {
                left++;
            }
        }
    }

总结

对于这类问题，我们可以将问题分解，然后利用双指针解法，直接在原地处理。