题目描述：

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]

进阶：

• 一个直观的解决方案是使用计数排序的两趟扫描算法。
• 首先，迭代计算出0、1 和 2 元素的个数，然后按照0、1、2的排序，重写当前数组。
• 你能想出一个仅使用常数空间的一趟扫描算法吗？

题目解答：

方法1：统计法

统计1和2出现的次数，然后再遍历一次赋值。
运行时间0ms，代码如下。

void sortColors(int* nums, int numsSize) {
    int i = 0, count1 = 0, count2 = 0, index = 0;
    for(i = 0; i < numsSize; i++) {
        if(nums[i] == 1)
            count1++;
        else if(nums[i] == 2)
            count2++;
    }
    for(i = 0; i < numsSize - count1 - count2; i++)
        nums[index++] = 0;
    for(i = 0; i < count1; i++)
        nums[index++] = 1;
    for(i = 0; i < count2; i++)
        nums[index++] = 2;
}

方法2：一次遍历交换法

四个指针用来标记，left~right之间是还未比较的，j的左侧都是0，k的右侧都是2。不断缩小为比较的区间，直到结束。
运行时间0ms，代码如下。

void swap(int* nums, int i, int j) {
    int t = nums[i];
    nums[i] = nums[j];
    nums[j] = t;
}
void sortColors(int* nums, int numsSize) {
    int i = 0, j = 0, k = numsSize - 1, left = 0, right = numsSize - 1, index = 0;
    while(left < right) {
        for(i = left; i <= right; i++) {
            if(nums[i] == 2) {
                swap(nums, i, k);
                k--;
                break;
            }
            else if(nums[i] == 0 && i > j) {
                swap(nums, i, j);
                j++;
                break;
            } 
        }
        left = i;
        
        for(i = right; i >= left; i--) {
            if(nums[i] == 0) {
                swap(nums, i, j);
                j++;
                break;
            }
            else if(nums[i] == 2 && i < k) {
                swap(nums, i, k);
                k--;
                break;
            } 
        }
        right = i; 
    }
}

或单向遍历，j的左侧都是0，k的右侧都是2。

void swap(int* nums, int i, int j) {
    int t = nums[i];
    nums[i] = nums[j];
    nums[j] = t;
}
void sortColors(int* nums, int numsSize) {
    int i = 0, j = 0, k = numsSize - 1;
    int t = 0;
    for(i = 0; i <= k; i++) {
        if(nums[i] == 0) {
            swap(nums, i, j);
            j++;
        }
        else if(nums[i] == 2) {
            swap(nums, i, k);
            k--;
            i--;
        }
    }
}

方法3：覆盖法

j记录0的个数，k记录1的个数，并覆盖上原有的数字。
运行时间0ms，代码如下。

void sortColors(int* nums, int numsSize) {
    int i = 0, j = 0, k = 0;
    int t = 0;
    for(i = 0; i < numsSize; i++) {
        t = nums[i];
        nums[i] = 2;
        if(t < 2)
            nums[k++] = 1;
        if(t == 0) 
            nums[j++] = 0;
    }
}