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一个数组中只有0,1,2三种元素,要求对这样的数组进行排序

1.思路:

1.1思路1:

  第一眼看到这样的题目,会举得非常简单,只需要两次遍历数组就可以完成了。第一次遍历,扫描数组中的元素,每次遇到0则count0++,遇到1则count1++,遇到2则count2++,这样一趟下来就能够统计出数组中0,1,2的个数了。然后第二次遍历的时候,只需要对数组进行重新赋值就可以了,从头开始赋值count0个0,count1个1,count2个2。最终完成对数组的排序。

(计数排序做法)

1.2思路2:

  既然是面试题,那么肯定不会让你这么简单就解决出来了的。面试官说,加入只能进行一次遍历怎么办,然后你就不知道了。

  这道题目如果只能进行一次遍历,我们肯定会想到使用多指针。这种题目之前碰到过很多。类似折半查找需要设置两个指针,不过这道题目却需要三个指针,分别指向数组中0,1,2三个元素末尾。加入有排好序的数组{0,0,1,1,2,2},那么p0指向下标为1的那个0,p1指向下标为3的那个1,而p2则指向下标为5的那个2。

p0和p1从前往后扫描,p2从后往前扫描,

初始化时:

p0指向第一个非0元素,那么arry[p0]=1||2

p1指向第一个非1元素,那么arry[p1]=0||2

p2指向第一个非2元素,那么arry[p2]=0||1

假如:

arry[p0]==2,arry[p2]==0,交换两个元素

arry[p1]==2,arry[p2]==1,交换两个元素

arry[p0]==1,arry[p1]==0,交换两个元素

否则的话只可能是p0,p1,p2指向的三个数各不相同,那么进行如下赋值

arry[p0]==0,arry[p1]==1,arry[p2]==2。

假如经过上述swap以后出现i>k的情况,将k=i。(PS:2012-10-5)

#include<iostream>#include<stdlib.h>using namespace std;void PrintArry(int arry[],int len){    for(int i=0;i<len;i++)        cout<<arry[i]<<" ";    cout<<endl;}void swap(int arry[],int i,int j){    int temp=arry[i];    arry[i]=arry[j];    arry[j]=temp;}void sort(int arry[],int len){    int i= 0;//头指针指向0    int j = len - 1;//尾指针指向2    int k = 0;//中间指针指向1    while(i <= j && k <= j && i <= k)    {        //i指向第一个非0值        while(arry[i] == 0){            i++;        }        //k指向第一个非1值        while(arry[k] == 1){            k++;        }        //j指向第一个非2值        while(arry[j] == 2){            j--;        }        if(i <= j && arry[j] == 0 && arry[i] == 2){            swap(arry,i,j);            i++;            j--;        }        else if(k <= j && arry[k] == 2 && arry[j] == 1){            swap(arry,k,j);            k++;            j--;        }        else if(i <= k && arry[k] == 0 && arry[i] == 1){            swap(arry,k,i);            i++;            k++;        }        else if(i < k && k < j){            arry[i] = 0;            arry[k] = 1;            arry[j] = 2;            i++;            k++;            j--;        }        if(i>k)        {            k=i;        }    } }void main(){    int arry[]={1,0,2,2,0,1,0,1};    int len=sizeof(arry)/sizeof(int);    PrintArry(arry,len);    sort(arry,len);    PrintArry(arry,len);    system("pause");}

转自:http://www.cnblogs.com/xwdreamer/archive/2012/05/17/2506042.html

原题

排序只有1,2,3三个元素的数组,不能统计1,2,3的个数。

 

分析

这个题目,尽管也是排序,但却不能使用快速排序的方法。只有三个元素,如果时间复杂度仍旧是O(nlogn),显然不是最好的。那就可以使用线性的排序算法,例如计数排序,可是题目中要求,不能够对1,2,3进行统计个数。那该如何处理呢?请大家看下面的方法,我们首先通过例子来说明:

211332
p1p2   p3

假设,我们有三个指针:p1、p2、p3.p1从左侧开始,指向第一个非1的数字;p3从右侧开始,指向第一个非3的数字。p2从p1开始遍历,如果是2,p2继续遍历,直到p2遇到1或者3:

  1. 如果遇到1,则和p1进行交换,然后p1向右,指向第一个非1的数字

  2. 如果遇到3,则和p3进行交换,然后p3向左,指向第一个非3的数字

121332
 p1,p2   p3

交换之后,p2继续从p1开始,如果是2继续遍历,如果是1或者3,重复上面的步骤,所得如下:

112332
  p1,p2  p3

根据上面的方法继续下去

112233
  p1p3p2 

p2在p3右侧,算法结束。

总结一下上面的算法:

p1从左侧开始,指向第一个非1的数字;p3从右侧开始,指向第一个非3的数字。

  1. p2从p1开始遍历,如果是2,p2继续遍历,直到p2遇到1或者3

  2. 如果遇到1,则和p1进行交换,然后p1向右,指向第一个非1的数字

  3. 如果遇到3,则和p3进行交换,然后p3向左,指向第一个非3的数字

重复上面的步骤,直到p2在p3的右侧结束。

void sort(int arr[],int len){    int i = 0;//头指针指向0    int  j = len - 1;//尾指针指向2    int k = 0;    while (arr[i] == 0)        i++;    k = i + 1;    while (arr[j] == 2)        j--;    while (k < j)    {        if (arr[k] == 1)            k++;        else if (arr[k] == 0)        {            swap(arr[i], arr[k]);            while (arr[i] == 0)                i++;        }        else if (arr[k] == 2)        {            swap(arr[k], arr[j]);            while (arr[j] == 2)                j--;        }         }}

 

基于快排划分的思路

上面的思路,是针对三个数的,如果有更多的数,怎么处理呢?比如,4个,5个等等。下面根据快速的排序的启发,介绍一种算法,尽管在处理三个数的时候,比较次数会多些,但,具有很好的通用性。

思路来自快排的划分部分,快排的划分部分:给定pivot,然后将数据划分为<=pivot和>pivot两部分。这样,三个数字时,需要两次划分:

  1. 第一次,用1作为pivot,划分1到最左边;

  2. 第二次,用2作为pivot,划分2到左边,则得到整体的排序。

最巧妙的思路

我们将1,2,3,替换为互质的2,3,5,得到如下:

211332
322553

之后,乘起来得到的900.这900里,除以2,有多少个2,就有多少个1;然后除以3,有多少个3,就有多少个3对应的2;然后除以5,有多少个5,就有多少个5对应的3。这是如何保证的呢?因为2,3,5是互质的。

如下:(分解质因数)

被除数除数余数排序结果
900245001
450222501
225211212尝试结束,尝试3
22537502
7532502
253813尝试结束,尝试5
255503
55103
1511全部结束

最终结果为112233.上面的这种思路,实际上是计数的一种变种。没有直接的技术,那自然就是可以的。

【分析完毕】

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