[LeetCode in Python] 75 (M) sort colors 颜色分类

题目：

https://leetcode-cn.com/problems/sort-colors/

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？

解题思路

• 扫描一遍，记录不同元素的个数，然后填充数组，这肯定可行，但是不是考察目的
• 3个指针，r,w,b初始化为0,0,n-1，分别指向red的右侧，white的右侧，blue的左侧
• 如果w当前指向red，则交换r和w的元素，然后二者都+=1
  • 因为r在w的左侧，所以交换时，只要r<w，则r指向的只可能是white，所以交换后r+=1
• 如果w当前指向white，则w+=1
• 如果w当前指向blue，则交换b和w的元素，然后b-=1
  • 因为b在w的右侧，所以交换后，w指向的仍然可能是3种可能，所有b-=1后，w先别动
• 循环直到w到了b的右边（while w <= b）

代码

class Solution:
    def sortColors(self, nums: List[int]) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums in-place instead.
        """

        # - sanity check
        if not nums: 
            return nums

        # - 3 pointers
        # - r: right side of red
        # - w: right white of white
        # - b: left side of blue
        r,w,b = 0,0,len(nums)-1

        while w <= b:
            if nums[w] == 0:
                if w > r:
                    nums[r], nums[w] = nums[w], nums[r]
                w += 1
                r += 1
            elif nums[w] == 1:
                w += 1
            elif nums[w] == 2:
                if w < b:
                    nums[b], nums[w] = nums[w], nums[b]
                b -= 1