leetcode75之颜色分类

题目描述：

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。

注意:
不能使用代码库中的排序函数来解决这道题。　　

示例:

输入: [2,0,2,1,1,0]
输出: [0,0,1,1,2,2]

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/sort-colors
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实现如下：

def sortColors(nums):
    '''
　　 使用计数排序思想
    :param nums:
    :return:
    '''
    colors = [0] * 3

    for i in nums:
        colors[i] += 1

    j = 0
    for m in range(3):
        for n in range(colors[m]):  # 控制次数
            nums[j] = m
            j += 1

    return nums


print('==============测试colorsort()============')
nums = [2, 1, 1, 0, 2, 1]
result = sortColors(nums)
print("result=", result)


def bubbleSort(nums):
    '''
    实现冒泡排序
    :param nums:
    :return:
    '''

    for i in range(len(nums) - 1):  # 控制循环次数
        for j in range(len(nums) - i - 1):  # 控制每次循环时在指定数组长度内进行
            if nums[j] > nums[j + 1]:
                nums[j], nums[j + 1] = nums[j + 1], nums[j]
            else:
                continue

    return nums


print("----------------测试Bubblesort()-------------")
nums = [2, 1, 3, 5, 6, 2, 0, 2, 0, 2]
result = bubbleSort(nums)
print("result=", result)


def colorsort1(nums):
    '''
    使用桶排序思想
    :param nums:
    :return:
    '''
    color = [[] for i in range(3)]
    for i in nums:
        color[i].append(i)

    nums[:] = []

    for i in color:
        nums.extend(i)

    return nums


print("-----------测试colorsort1()------------")
nums = [2, 1, 2, 1, 0, 1, 0, 0, 2]
result = colorsort1(nums)
print("result=", result)


def colorsort2(nums):
    '''
    荷兰三色旗问题
    :param nums:
    :return:
    '''
    p0 = curr = 0
    p2 = len(nums) - 1

    while curr <= p2:
        if nums[curr] == 0:
            nums[p0], nums[curr] = nums[curr], nums[p0]
            p0 += 1
            curr += 1
        elif nums[curr] == 2:
            nums[curr], nums[p2] = nums[p2], nums[curr]
            p2 -= 1
        else:
            curr += 1

    return nums


print("------------测试colorsort2()--------------")
nums = [2, 0, 2, 0, 0, 1, 1, 1]
result = colorsort2(nums)
print("result=", result)

输出：

==============测试colorsort()============
result= [0, 1, 1, 1, 2, 2]
----------------测试Bubblesort()-------------
result= [0, 0, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 5, 6]
-----------测试colorsort1()------------
result= [0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 2]
------------测试colorsort2()--------------
result= [0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 2]

总结：上述一共采用四种方法解决该问题。四种方法使用不同的思想方法。这里需要说明一下最后一种荷兰三色旗采用的三指针方法。初始化三个指针分别为p0,curr和p2,p0初始化为指向第一个元素，p2指向最后一个元素，curr指针用来遍历整个数组，指向当前元素，所以初始化也为0。当指向元素为0时，交换当前元素和p0,当指向元素为2时，交换当前元素和p2,再紧接着判断当前元素的值，代码中表现为curr不增加。