排序二进制数组所需的最小相邻交换

介绍

在本题中，我们定义一个二进制数组是由 0 和 1 组成的数组。给定一个二进制数组，需要将其中的 0 排序到数组的开始，将 1 排序到数组的末尾，并返回所需交换的次数。

解法

我们可以通过两个指针（left 和 right）来遍历数组并进行交换操作。具体步骤如下：

1. 令 left 指针指向数组的第一个元素，right 指针指向数组的最后一个元素。
2. 当 left 指针小于 right 指针时，执行以下操作：
   1. 如果 left 指针指向的元素为 0，则 left 指针向右移动一位。
   2. 如果 right 指针指向的元素为 1，则 right 指针向左移动一位。
   3. 如果 left 指针指向的元素为 1，且 right 指针指向的元素为 0，则交换两个元素，并将交换次数加一。
3. 当 left 指针不小于 right 指针时，遍历结束。

代码实现如下：

def min_swaps(arr):
    left = 0
    right = len(arr) - 1
    count = 0
    while left < right:
        if arr[left] == 0:
            left += 1
        elif arr[right] == 1:
            right -= 1
        else:
            arr[left], arr[right] = arr[right], arr[left]
            left += 1
            right -= 1
            count += 1
    return count

性能分析

由于我们只需遍历一遍数组，并进行常数次的交换操作，因此该算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是数组的长度。空间复杂度为 O(1)，因为我们只使用了固定大小的变量。