75. Sort Colors

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class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int orderedEndIndex = -1;

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] == 0) {
                swap(nums, i, ++orderedEndIndex);
            }
        }

        for (int i = orderedEndIndex + 1; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] == 1) {
                swap(nums, i, ++orderedEndIndex);
            }
        }
    }

    private void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int tmp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = tmp;
    }
}

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class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int zeroEndIndex = 0, oneEndIndex = 0, twoEndIndex = 0;

        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (nums[i] == 0) {
                nums[twoEndIndex++] = 2;
                nums[oneEndIndex++] = 1;
                nums[zeroEndIndex++] = 0;
            } else if (nums[i] == 1) {
                nums[twoEndIndex++] = 2;
                nums[oneEndIndex++] = 1;
            } else {
                // nums[i] == 2
                nums[twoEndIndex++] = 2;
            }
        }
    }
}

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class Solution {
    public void sortColors(int[] nums) {
        int zeroIndex = 0, twoIndex = nums.length - 1; // 下一个填入 0 的索引，下一个填入 2 的索引

        int i = 0; // 原则：遍历到 1 时不处理，遍历到 0 时交换到左侧，遍历到 2 时交换到右侧
        while (i <= twoIndex) { // 注意此处是小于等于 twoIndex，而不是小于 nums.length，否则会将右侧的 2 又交换回去
            if (nums[i] == 0) {
                swap(nums, i++, zeroIndex++); // 此处可以进行 i++ 操作是因为在遍历过程中 2 已经被交换至最右侧了，此时 i 左侧只可能为 0 或者 1
            } else if (nums[i] == 2) {
                // 交换至 nums[i] 的值可能为 0, 1, 2, 所以不推进 i 索引，而是要根据具体的值重新进入 while 循环继续处理
                swap(nums, i, twoIndex--);
            } else {
                // nums[i] == 1
                i++;
            }
        }
    }

    private void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int tmp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = tmp;
    }
}

References

75. Sort Colors