已知一个整型数组arr,和一个整数num,请把小于num的数放在数组的左边,等于num的数放在数组的中间,大于num的数放在数组的右边。
要求:时间复杂度为O(N),额外空间复杂度O(1)。
理解
1、设置 left 为左边界,right 为右边界,less 为小于区域右边界,more 为大于区域左边界,number为给定的值。
2、left从左向右移动:
若arr[left]<number,则将less向右移动,然后交换arr[less]和arr[left]的值,然后left向右移动。
若arr[left]>number,则将more向左移动,交换arr[more]和arr[left]的值
3、结束条件,只有arr[left]<number时,left向右侧移动,left不会和less重合。因此需要考虑右边界,右边界从右向左逐渐接近left,因此当left和more重合时,循环结束。
4、过程如下
代码
public class NetherlandsFlag {
/**
* @param arr 原始数组
* @param left 左边界
* @param right 右边界
* @param number 指定的数字
* @return 返回调整后的数组
*/
public static int[] partition(int[] arr, int left, int right, int number) {
int less = left - 1;//less 为小于区域右边界
int more = right + 1;//more 为大于区域左边界
//从左边开始遍历 more在减少,left不能和more重合
while (left < more) {
if (arr[left] < number) {
swapArrayElement(arr, ++less, left++);
} else if (arr[left] > number) {
swapArrayElement(arr, --more, left);
} else {
left++;
}
System.out.println("less="+less+",left="+left+",more="+more+",right="+right);
printArray(arr);
}
return arr;
}
public static void swapArrayElement(int[] arr, int i, int j) {
int tmp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = tmp;
}
/**
* 生成数组
*
* @return
*/
public static int[] generateArray() {
int[] arr = new int[10];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
arr[i] = (int) (Math.random() * 3);
}
return arr;
}
public static void printArray(int[] arr) {
if (arr == null) {
return;
}
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = {2, 5, 4, 7, 3, 8, 1};
int[] res = partition(array, 0, array.length - 1, 5);
}
}