颜色分类

75. 颜色分类

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 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

双指针法

p指向待移动元素

i指向头，j指向尾

保持[0,i)的元素全部为0

[i,p)的元素全部为1

(j,len-1]的元素全部为2

p移动到与j重叠时会遇到3种情况

• 遇到0，与j交换，i后移保证i之前为0，因为p之前的元素位置都已确定，故p也要后移
• 遇到1，不用交换，p后移，保持p在1区间的后面
• 遇到2，与j交换，交换后p未知，故p不移动，j前移

class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int i = 0, j = nums.length-1;
        int p = 0;
        //[0,i)都为0
        //[i,p)都为1
        //(j,len-1]都为2
        while(p <= j){ //为当前遍历元素
            if(nums[p] == 0){//遇到0，与j交换，i后移保证i之前为0。因为p之前的元素位置都已确定，故p也要后移
                swap(nums, p, i);
                i++;
                p++;
            }else if(nums[p] == 1){//遇到1，不用交换，p后移，保持p在1区间的后面
                p++;
            }else if(nums[p] == 2){//遇到2，与j交换，交换后p未知，故p不移动，j前移
                swap(nums, p, j);
                j--;
            }
        }
    }

    public void swap(int[] nums, int i, int j){
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
}

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(1)