- 标签:数组、双指针、排序
- 难度:中等
描述:给定一个数组 nums
,元素值只有 0
、1
、2
,分别代表红色、白色、蓝色。
要求:将数组进行排序,使得红色在前,白色在中间,蓝色在最后。
说明:
- 要求不使用标准库函数,同时仅用常数空间,一趟扫描解决。
-
$n == nums.length$ 。 -
$1 \le n \le 300$ 。 -
nums[i]
为0
、1
或2
。
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]
快速排序算法中的 partition
过程,利用双指针,将序列中比基准数 pivot
大的元素移动到了基准数右侧,将比基准数 pivot
小的元素移动到了基准数左侧。从而将序列分为了三部分:比基准数小的部分、基准数、比基准数大的部分。
这道题我们也可以借鉴快速排序算法中的 partition
过程,将 1
作为基准数 pivot
,然后将序列分为三部分:0
(即比 1
小的部分)、等于 1
的部分、2
(即比 1
大的部分)。具体步骤如下:
- 使用两个指针
left
、right
,分别指向数组的头尾。left
表示当前处理好红色元素的尾部,right
表示当前处理好蓝色的头部。 - 再使用一个下标
index
遍历数组,如果遇到nums[index] == 0
,就交换nums[index]
和nums[left]
,同时将left
右移。如果遇到nums[index] == 2
,就交换nums[index]
和nums[right]
,同时将right
左移。 - 直到
index
移动到right
位置之后,停止遍历。遍历结束之后,此时left
左侧都是红色,right
右侧都是蓝色。
注意:移动的时候需要判断 index
和 left
的位置,因为 left
左侧是已经处理好的数组,所以需要判断 index
的位置是否小于 left
,小于的话,需要更新 index
位置。
class Solution:
def sortColors(self, nums: List[int]) -> None:
left = 0
right = len(nums) - 1
index = 0
while index <= right:
if index < left:
index += 1
elif nums[index] == 0:
nums[index], nums[left] = nums[left], nums[index]
left += 1
elif nums[index] == 2:
nums[index], nums[right] = nums[right], nums[index]
right -= 1
else:
index += 1
- 时间复杂度:$O(n)$。
- 空间复杂度:$O(1)$。