如何使用 C# 在没有额外空间的情况下对数组「荷兰国旗」中的 0,1,2 进行排序?

1. 荷兰国旗问题

荷兰国旗问题是一个著名的排序问题,最初是由荷兰计算机科学家 Edsger W. Dijkstra 提出来的。问题的描述如下:

荷兰国旗

有一个由 0、1、2 组成的数组,需要将数组中的元素按照从小到大的顺序进行排序。同时也可以将数组看成由三个部分组成的,分别是前部分、中部分和后部分。

本文将分享如何使用 C# 在没有额外空间的情况下对数组进行排序。

2. 解法探讨

2.1. 基本思路

荷兰国旗问题的解法有多种,其中比较常见的是基于双指针的方法。在不开辟新空间的情况下,我们可以使用两个指针来遍历数组,将数组进行划分,最终得到排好序的数组。其基本思路如下:

定义三个变量,分别表示前、中、后三个部分的边界。

遍历数组,如果当前元素等于 0,则将该元素交换到前部分的末尾,并将前部分边界值加 1;如果当前元素等于 2,则将该元素交换到后部分的首位,并将后部分边界值减 1。

遍历完成后,数组被划分为前、中、后三个部分。

2.2. C# 代码实现

下面是使用 C# 语言实现荷兰国旗问题的代码:

public void SortColors(int[] nums) {

int i = 0, j = 0, k = nums.Length - 1;

while (j <= k) {

if (nums[j] == 0) {

Swap(nums, i++, j++);

}

else if (nums[j] == 1) {

j++;

}

else {

Swap(nums, j, k--);

}

}

}

private void Swap(int[] nums, int i, int j) {

int tmp = nums[i];

nums[i] = nums[j];

nums[j] = tmp;

}

3. 总结

本文主要介绍了荷兰国旗问题在 C# 中的实现方法,该方法对输入数组进行了原地排序,不需要开辟额外的空间。

总的来说,该方法代码简单,思路清晰,实现细节需要注意:

需要三个指针来分别记录前、中、后三个部分的边界。

需要注意边界条件,包括数组长度为 0 或 1 的情况。

在实际工程项目中,了解并使用该方法能够提高代码效率。

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