75. 颜色分类

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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]

本人思路

首先考虑的肯定是 \(2\) 趟扫描算法，第一趟分别记录红色、白色、蓝色的个数，第二趟将数组元素按个数进行赋值。

class Solution {
public:
    void sortColors(vector<int>& nums) {
        int red = 0, white = 0, blue = 0;
        int n = nums.size();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            switch (nums[i]) {
                case 0:
                    red++;
                    break;
                case 1:
                    white++;
                    break;
                case 2:
                    blue++;
                    break;
            }
        }
        for (int i = 0; i < red; i++) {
            nums[i] = 0;
        }
        for (int i = red; i < red + white; i++) {
            nums[i] = 1;
        }
        for (int i = red + white; i < red + white + blue; i++) {
            nums[i] = 2;
        }
    }
};

最优解思路

利用快排的思想，设置双指针，分别将 \(0\) 放在数组的前面，将 \(2\) 放在数组的后面。从两边向中间逼近，具体见代码：

class Solution {
public:
    void sortColors(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        int p0 = 0;
        int p2 = n - 1;
        int i = 0;
        while (i <= p2) { //注意循环结束条件
            if (nums[i] == 0) {
                swap(nums[i], nums[p0++]);
                i++;
            } else if (nums[i] == 2) {
                swap(nums[i], nums[p2--]);
                //这里没有i++
            } else {
                i++;
            }
        }
    }
};