2025年--Lc209- 75. 颜色分类(排序）--Java版

1.题目

2.思路

（1）快速排序：快速排序（Quick Sort）是一种高效的排序算法，基于分治法（Divide and Conquer）的思想。它的核心是通过选择一个基准元素（pivot），将列表分为两部分：一部分小于基准元素，另一部分大于基准元素，然后递归地对这两部分进行排序。快速排序的平均时间复杂度为 O(n log n)。
. 算法步骤
1）选择基准元素：从列表中选择一个元素作为基准（pivot）。选择方式可以是第一个元素、最后一个元素、中间元素或随机元素。

2）分区：将列表重新排列，**使得所有小于基准元素的元素都在基准的左侧，所有大于基准元素的元素都在基准的右侧。**基准元素的位置在分区完成后确定。

3）递归排序：对基准元素左侧和右侧的子列表分别递归地进行快速排序。

4）合并：由于分区操作是原地进行的，递归结束后整个列表已经有序。
（2）冒泡排序

每次都把次小的元素确定

3.代码实现

方法一（快速排序）：

class Solution {
public void sortColors(int[] nums) {quickSort(nums, 0, nums.length - 1);}private static void quickSort(int[] a, int l, int r) {if (l >= r) return;int p = partition(a, l, r);quickSort(a, l, p - 1);quickSort(a, p + 1, r);}private static int partition(int[] a, int l, int r) {int pivot = a[r];int i = l; // a[l..i-1] < pivotfor (int j = l; j < r; j++) {if (a[j] < pivot) {swap(a, i, j);i++;}}swap(a, i, r); // 把 pivot 放到中间return i;}private static void swap(int[] a, int i, int j) {int t = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t;}
}

补充：快速排序常见写法

public class QuickSort implements IArraySort {@Overridepublic int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {// 对 arr 进行拷贝，不改变参数内容int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);return quickSort(arr, 0, arr.length - 1);}private int[] quickSort(int[] arr, int left, int right) {if (left < right) {int partitionIndex = partition(arr, left, right);quickSort(arr, left, partitionIndex - 1);quickSort(arr, partitionIndex + 1, right);}return arr;}private int partition(int[] arr, int left, int right) {// 设定基准值（pivot）int pivot = left;int index = pivot + 1;for (int i = index; i <= right; i++) {if (arr[i] < arr[pivot]) {swap(arr, i, index);index++;}}swap(arr, pivot, index - 1);return index - 1;}private void swap(int[] arr, int i, int j) {int temp = arr[i];arr[i] = arr[j];arr[j] = temp;}}

方法二：冒泡排序

class Solution {public void sortColors(int[] nums) {int n=nums.length;for(int i=0;i<n;i++){for(int j=i+1;j<n;j++){if(nums[i]>nums[j]){int temp=nums[i];nums[i]=nums[j];nums[j]=temp;}}}}}

方法三：计数

class Solution {
public void sortColors(int[] nums) {int cnt0=0;int cnt1=0;int cnt2=0;int n=nums.length;for(int i=0;i<n;i++){switch(nums[i]){case 0:cnt0++;break;case 1:cnt1++;break;case 2:cnt2++;break;}}for(int i=0;i<cnt0;i++){nums[i]=0;}for(int i=0;i<cnt1;i++){nums[i+cnt0]=1;}for(int i=0;i<cnt2;i++)nums[i+cnt0+cnt1]=2;
}
}

class Solution {
public void sortColors(int[] nums) {int cnt0=0;int cnt1=0;int cnt2=0;int n=nums.length;for(int i=0;i<n;i++){if(nums[i]==0){cnt0++;}else if(nums[i]==1){cnt1++;}else{cnt2++;}}for(int i=0;i<cnt0;i++){nums[i]=0;}for(int i=0;i<cnt1;i++){nums[i+cnt0]=1;}for(int i=0;i<cnt2;i++)nums[i+cnt0+cnt1]=2;
}
}