Leetcode刷题记录--75. 颜色分类（荷兰国旗问题）

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]

这道题里考的就是快排中的partition，是一个比较经典的荷兰国旗问题，在快排中需要的是指向基准元素的一个指针，外加左右两个边界的指针。

最终会分为0 1 2三个区域
在这道题中，我们需要三个指针cur、left、right，分别指向当前位置，左边0元素的边界，右边2元素的边界

循环的条件是cur<=right，我们循环的目的是保证cur即其前面是规律的0/1序列
一共有3种情况：

1. 当nums[cur]==0，我们知道这个0应当在left所指的边界里，故有swap(nums[cur++],nums[left++])
   注意这里cur是在交换完成后向右移动一位，是因为在完成交换以后，cur及其前方一定是满足0/1的，所以可以后移了
2. 当nums[cur]==2，此时说明这个2应该在right所指的区域，故有swap(nums[cur],nums[right--])
   注意这里cur不会往后移动，这是因为完成这一步后，我们只能保证2被送到了合适的位置，交换回来的东西也有可能是0，如果是0的话，这个位置关系就不对了
   例：
   
   交换后有
   

可见交换完成后cur指向的是0，而0在这个位置是不符合0 1 2的顺序的，后续应该还需要和left指针交换，若cur前进了一步，就相当于默认这里是没有问题的，最后就会导致这里有个不正确的0
3. 当nums[cur]==1，此时只要让cur继续前进即可

使用该种方法的具体代码如下：

class Solution {
public:
    void sortColors(vector<int>& nums) {
        if(nums.size() <=1){
            return;
        }
        int left=0, right=nums.size()-1,cur=0;
        //左边维持的是0/1的有序序列，只有确定了0/1，我们的cur指针才能向前移动
        while(cur <= right){
        if(nums[cur]<1){
            swap(nums[cur++],nums[left++]);
           
        }else if(nums[cur]>1){
            swap(nums[cur],nums[right--]);
        
        }else{
            cur++;
        }

        }
      
        
    }
};

但其实解决该题最快的方法是，用一个count数组把0 1 2出现的次数都扫一遍，比如扫一次表可以知道count[3]={1,2,3}
我们可以得知最后的排序是 [0,1,1,2,2,2]，因为我们已经得知了出现次数以及前后顺序

具体实现代码为

class Solution {
public:
    void sortColors(vector<int>& nums) {
       int color[3] = {0,0,0};
       for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
           color[nums[i]]++;
       }
       int index = 0;
       for(int i = 0; i < nums.size(); ){
           while(color[index] > 0){
               color[index]--;
               nums[i++]=index;
           }
           index++;
       }
    }
};