用于对 0、1 和 2 的数组进行排序的 C++ 程序

介绍

这是一个用于对只包含 0、1 和 2 的数组进行排序的 C++ 程序。该排序算法可以将数组中的元素按照升序排列，其中 0 代表最小值，2 代表最大值。

算法思路

该排序算法采用了三向切分快速排序（Dutch National Flag algorithm）的变种。算法通过遍历数组的元素，并根据元素的值进行交换，最终将 0 放在数组的前部分，将 2 放在数组的后部分，中间部分则为 1。

算法步骤如下：

1. 创建三个指针，分别为 low、mid 和 high，初始时 low 和 mid 都指向数组的起始位置，high 指向数组的末尾位置。

2. 遍历数组，直到 mid 指针超过 high 指针：

   • 若 nums[mid] 为 0，则将其与 nums[low] 交换，同时将 low 和 mid 指针向后移动；
   • 若 nums[mid] 为 1，则将 mid 指针向后移动；
   • 若 nums[mid] 为 2，则将其与 nums[high] 交换，同时将 high 指针向前移动。

3. 重复步骤 2 直到 mid 指针超过 high 指针。

示例代码

下面是用于对 0、1 和 2 的数组进行排序的 C++ 程序示例代码：

#include <iostream>
#include <vector>

void sortArray(std::vector<int>& nums) {
    int low = 0;
    int mid = 0;
    int high = nums.size() - 1;

    while (mid <= high) {
        if (nums[mid] == 0) {
            std::swap(nums[mid], nums[low]);
            low++;
            mid++;
        } else if (nums[mid] == 1) {
            mid++;
        } else {
            std::swap(nums[mid], nums[high]);
            high--;
        }
    }
}

int main() {
    std::vector<int> nums = {2, 0, 2, 1, 1, 0};
    sortArray(nums);

    std::cout << "Sorted Array: ";
    for (const auto& num : nums) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}

运行结果

程序运行结果如下：

Sorted Array: 0 0 1 1 2 2

总结

通过这个程序，我们可以对只包含 0、1 和 2 的数组进行排序，将数组中的元素按照升序排列。该排序算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 为数组的长度。这个算法在解决某些特定问题时非常有用，例如荷兰国旗问题。