75. 颜色分类

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每日刷题 2021.04.02

• leetcode原题链接：leetcode-cn.com/problems/so…
• 难度：中等
• 方法：双指针

题目

• 给定一个包含红色、白色和蓝色、共 n 个元素的数组 nums ，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。
• 我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。
• 必须在不使用库的sort函数的情况下解决这个问题。

示例

• 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]

提示

• n == nums.length
• 1 <= n <= 300
• nums[i] 为 0、1 或 2

解题思路

• 思路分析：需要会快速排序的思想。
• 在循环变量i遍历的过程中，认为定义的循环不变的性质，决定了[初始化]、[遍历过程]和[循环终止]条件

本题思路

• 初始化：三个区间
  • [0,l) => l以前的元素全部为0
  • [l,r] => 中间的全部为1
  • (r,len - 1] => r以后的全部为2
  • 分析：初始化的时候需要将这三个区间全部为0，即：l = 0, r = len - 1，此时三个区间正好覆盖了整个数组
• 遍历过程：需要一个中间变量i
  • 当nums[i] == 0时,需要将其放到第一个区间中
  • 当nums[i] == 2时，需要将其放在第三个区间中
  • 中间的1不需要改变
  • 注意：左边的交换后，需要将i保留在当前位置
• 循环终止：当i > r
  • Why? 因为：第三个区间(r, len- 1]中，已经确定了其全部为排好的2，因此不需要再继续往后进行判断，无意义。

AC代码

var sortColors = function(nums) {
  // 三个区间：左边一个区间 中间一个区间 右边一个区间
  let len = nums.length;
  let l = 0, r = len - 1,i = 0;
  while(i <= r) {
    if(nums[i] == 0){
      let tempt = nums[l];
      nums[l] = nums[i];
      nums[i] = tempt;
      l++;
    }else if(nums[i] == 2){
      // console.log(r,nums[r],i,nums[i])
      let tt = nums[r];
      nums[r] = nums[i];
      nums[i] = tt;
      // console.log('arr:', nums)
      r--;
      i--;
    }
    i++;
  }
};

总结

• 循环不变量是写对代码、分析边界条件的基础