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【演算法-Java實現】將陣列按某值劃分成左邊小，中間相等，右邊大的形式

一.問題描述：

1.輸入：一個無序整型陣列arr，其中arr中元素不唯一。

如：int[] arr = { 3, 4, 6, 9, 5, 5, 8, 8, 2, 1, 7, 7, 0 };

2.輸出：將陣列arr按某值劃分成左邊小，中間相等，右邊大的形式，並輸出。

二.問題解答：

此問題的另外一種問法：荷蘭國旗問題

有一個數組，只有紅球，藍球，黃球，請將紅球放在陣列左邊，藍球放在陣列中間，黃球放在陣列右邊。

思路：

1.首先用一個基準num作為中間值，cur指標從下標0依次遍歷陣列至下標arr.length-1。

2.less指標一開始指向-1，more指標指向arr.length。

3.cur指標依次移動，判斷當前cur下標元素和num值之間的大小關係，進行元素交換。

具體實現見程式碼，結果如下：

三.演算法分析：

1.時間複雜度為O(N)，相當於遍歷陣列。

2.額外空間複雜度為O(1),無需使用額外空間。

程式碼如下

import java.util.Arrays;
/*
 * 問題：將陣列按某值劃分成左邊小，中間相等，右邊大的形式
 * 
 */
public class ArraySort {
	//測試
	public static void main(String[] args) {
		int
 
[] arr = { 3, 4, 6, 9, 5, 5, 8, 8, 2, 1, 7, 7, 0 };
		int[] newArr = partition(arr, 0, arr.length - 1, 5);
		System.out.println(Arrays.toString(newArr));
	}
    //演算法實現
	public static int[] partition(int[] arr, int L, int R, int num) {
		int less = -1;
		int more = R + 1;
		int cur = L;
		while (cur <
 
 more) {
			if (arr[cur] > num) {
				swap(arr, --more, cur);
			} else if (arr[cur] < num) {
				swap(arr, ++less, cur++);
			} else {
				cur++;
			}
		}
		return arr;
	}
	//元素交換
	public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
		int temp = arr[i];
		arr[i] = arr[j];
		arr[j] = temp;
	}
}