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LeetCode 热题 100_颜色分类（98_75_中等_C++）（技巧）(计数；双指针)

web 2025/5/15 6:19:31

LeetCode 热题 100_颜色分类（98_75_中等_C++）

- 题目描述：
- 输入输出样例：
- 题解：
- - 解题思路：
  - - 思路一（计数）：
    - 思路二（双指针）：
  - 代码实现
  - - 代码实现（思路一（计数））：
    - 代码实现（思路二（双指针））：
    - 以思路一为例进行调试

题目描述：

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。

必须在不使用库内置的 sort 函数的情况下解决这个问题。

输入输出样例：

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]

提示：
n == nums.length
1 <= n <= 300
nums[i] 为 0、1 或 2

题解：

解题思路：

思路一（计数）：

1、分别对红、白、蓝进行计数，再对数组进行更改。

2、复杂度分析：
① 时间复杂度：O(n)，n为数组中元素的个数，计数时遍历一遍数组，更改时遍历一遍数组。
② 空间复杂度：O(1)。

思路二（双指针）：

1、具体思想：从左往右遍历数组，如果为0则放到左边，如果为2则放到右边。因在原数组进行变换所以使用swap。

使用left指针来标记所有0的区域。
使用right指针来标记所有2的区域。
current指针遍历整个数组，将0、1、2放到正确的位置。

2、复杂度分析：
① 时间复杂度：O(n)，n为数组中元素的个数，遍历一遍数组。
② 空间复杂度：O(1)。

代码实现

代码实现（思路一（计数））：

class Solution1 {
public:// sortColors函数：排序颜色问题，使用计数排序的方式void sortColors(vector<int> &nums) {int red = 0, white = 0;  // red记录0的个数，white记录1的个数// 遍历nums数组，统计0和1的个数for(int &i : nums) {if (i == 0) {  // 如果当前元素是0，增加red计数red++;} else if (i == 1) {  // 如果当前元素是1，增加white计数white++;}}// 计算white的正确索引位置white = red + white;  // white是1的最后一个位置的索引+1// 将数组中前red个元素设置为0for (int i = 0; i < red; i++) {nums[i] = 0;}// 将数组中red到white-1的元素设置为1for (int i = red; i < white; i++) {nums[i] = 1;    }// 将数组中从white开始的位置设置为2for (int i = white; i < nums.size(); i++) {nums[i] = 2;    }}
};

代码实现（思路二（双指针））：

class Solution2 {
public:void sortColors(vector<int>& nums) {int left = 0, right = nums.size() - 1, current = 0;// 使用三指针，分别控制0、1、2的位置while (current <= right) {if (nums[current] == 0) {// 0的情况，交换当前元素和left位置的元素swap(nums[left], nums[current]);left++;current++;} else if (nums[current] == 1) {// 1的情况，直接移动current指针current++;} else {// 2的情况，交换当前元素和right位置的元素swap(nums[current], nums[right]);right--;}}}
};

以思路一为例进行调试

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;class Solution2 {
public:void sortColors(vector<int>& nums) {int left = 0, right = nums.size() - 1, current = 0;// 使用三指针，分别控制0、1、2的位置while (current <= right) {if (nums[current] == 0) {// 0的情况，交换当前元素和left位置的元素swap(nums[left], nums[current]);left++;current++;} else if (nums[current] == 1) {// 1的情况，直接移动current指针current++;} else {// 2的情况，交换当前元素和right位置的元素swap(nums[current], nums[right]);right--;}}}
};int main(int argc, char const *argv[])
{vector<int> nums={2,0,2,1,1,0};Solution2 s;s.sortColors(nums);for (int i = 0; i < nums.size(); i++){cout<<nums[i]<<" ";}return 0;
}