領釦網演算法學習筆記

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陣列類演算法第五天

題目：顏色分類

給定一個包含紅色、白色和藍色，一共 *n *個元素的陣列，原地對它們進行排序，使得相同顏色的元素相鄰，並按照紅色、白色、藍色順序排列。
此題中，我們使用整數 0、 1 和 2 分別表示紅色、白色和藍色。

示例:

輸入: [2,0,2,1,1,0]
輸出: [0,0,1,1,2,2]

說明:

1. 進階：
   • 一個直觀的解決方案是使用計數排序的兩趟掃描演算法。
     首先，迭代計算出0、1 和 2 元素的個數，然後按照0、1、2的排序，重寫當前陣列。
   • 你能想出一個僅使用常數空間的一趟掃描演算法嗎？

解題過程：

思路：

看到這題的第一個想法就是說明中的方案：我把個數記下來就好了，管你順序是啥，看到進階後放棄了這種做法，然後想法是：定義兩個變數用來記錄紅色和藍色的位置，然後遇到紅色往前插入，其餘球往後移一個，遇到藍色，則往後插入，其餘球往前移動一個，但是這樣做的話，移動球的代價太大，直接否決，

然後我想的是：我不移動球，因為顏色已經確定，順序頁已經確定，我交換位置，

1. 定義兩個變數分別記錄紅藍的位置，初始值：紅球為0，籃球為陣列的長度，位與最後。
2. 當判斷到一個藍球時，與記錄籃球的位置交換，然後籃球位置往前移一位，同時因為互換了球，所以交換的位置需要重新判斷，
3. 當判斷是白球時，白球位置加一，然後繼續判斷，原因是紅球往前，藍球往後，白球放中間，位置不用變。
4. 當判斷是紅球時，將紅球位置程式設計紅球，此時如果不存在白球，那麼對白球無影響，那麼紅球與白球的位置相同，兩者位置都往後移一個，如果存在白球，則紅球位置將移到白球上，需要補一個給白球，此時補得位置剛好是判斷位置，所以直接將判斷位置變成白色即可。

程式碼如下：

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        if((nums == null && nums.length == 0
 
) || nums.length == 1){
            return ;
        }
        
        int blueNum = nums.length;			// 記錄藍色的位置，同時兼顧迴圈次數的身份
        int redNum = 0;						// 記錄紅色的位置

        for(int i=0;i<blueNum;i++){			// 迴圈陣列
            if(nums[i] == 2){				// 判斷是否為藍色
                blueNum--;					// 記錄的藍色位置-1
                nums[i] = nums[blueNum];	// 因為陣列是從0開始，所以這裡-1之後剛好是末尾的值
              								// 將藍色位置的資料賦給當前位置
                nums[blueNum] = 2;			// 將藍色位置變成藍色
                i--;						// 交換後需要重新判斷，所以將判斷的位置退後一個
            }								// 白色不用管，所以不判斷
            else if(nums[i] == 0){			// 判斷是否為紅色
                    if(redNum != i){	// 判斷是否存在白球，如果存在，則紅色數量不等於當前判斷的數量
                      					// 此時當前判斷的位置等於已知的紅色數量加已知的白球數量
                        nums[i] = 1;	// 存在白球則將當前位置變為白色
                    }
                    nums[redNum] = 0;	// 因為無論存不存在白色，都需要將紅色位置變成紅色
                    redNum++;			// 然後紅色位置往後移一位，所以直接拿出來
                }
        }
    }
}
// 用時小於1ms

後續思考+總結：

該題不打算做高質量的分析，感覺這個是最佳的思路了，還有一個就是判斷完是藍色後不使用else，然後直接再判斷交換過來的是紅白色，但是效率如何，未知。感覺速度不會提升。

其實解決問題的方法很多，找到最好的就需要好好思考了。