leetcode 75. Sort Colors 颜色分类

一、题目大意

链接：https://leetcode.cn/problems/sort-colors

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

进阶：

• 你可以不使用代码库中的排序函数来解决这道题吗？
• 你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗？

二、解题思路

两个思路，一是用桶排序，先统计频率，再按key排序，最后提取结果。另一种思路，因为值的话就3个是已经确定的，遍历数组0往数组最左边放，2往最右边放，遍历完数组就排好了。

三、解题方法

3.1 Java实现-桶排序

public class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        // 统计频率
        Map seqMap = new HashMap<>();
        for (int tmp : nums) {
            seqMap.put(tmp, seqMap.getOrDefault(tmp, 0) + 1);
        }

        // 按key排序
        PriorityQueue> priorityQueue = new PriorityQueue<>((a, b) -> b.getKey() - a.getKey());
        for (Map.Entry entry : seqMap.entrySet()) {
            priorityQueue.add(entry);
        }

        // 提取结果
        int idx = nums.length - 1;
        while (!priorityQueue.isEmpty()) {
            Map.Entry entry = priorityQueue.poll();
            for (int i = 0; i < entry.getValue(); i++) {
                nums[idx--] = entry.getKey();
            }
        }
    }
}

3.2 Java实现-另一种思路

public class Solution2 {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int left = 0;
        int right = nums.length - 1;
        // 注意结束条件是 i<=right
        for (int i = 0; i <= right; i++) {
            if (nums[i] == 0) {
                swap(nums, i, left++);
            } else if (nums[i] == 2) {
                // 注意此时i要呆在原地，因为for里面会执行i++,此时做i--做消减
                swap(nums, i--, right--);
            }
        }
    }

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

四、总结小记

• 2022/5/24 用固定的套路桶排序解题耗时2毫秒，用另一种思路耗时不到1毫秒，虽然耗时少但我们还要掌握固定套路。