Programa de Python para ordenar una array de 0s, 1s y 2s

Dada una array A[] que consta de 0, 1 y 2. La tarea es escribir una función que ordene la array dada. Las funciones deben poner todos los 0 primero, luego todos los 1 y todos los 2 al final.
Ejemplos:

Input: {0, 1, 2, 0, 1, 2}
Output: {0, 0, 1, 1, 2, 2}

Input: {0, 1, 1, 0, 1, 2, 1, 2, 0, 0, 0, 1}
Output: {0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2}

En esta publicación ( Ordenar una array de 0, 1 y 2 (Conteo simple) ) se analiza una solución simple .
Método 1:

Enfoque: el problema es similar a nuestra publicación anterior Segregar 0 y 1 en una array , y ambos problemas son una variación del famoso problema de la bandera nacional holandesa .
El problema se planteó con tres colores, aquí ‘0’, ‘1’ y ‘2’. La array se divide en cuatro secciones: 

1. a[1..Lo-1] ceros (rojo)
2. a[Lo..Mid-1] unos (blanco)
3. a[Medio..Hola] desconocido
4. a[Hola+1..N] dos (azul)
5. Si el i-ésimo elemento es 0, cambie el elemento al rango bajo, reduciendo así el rango desconocido.
6. De manera similar, si el elemento es 1, manténgalo como está pero reduzca el rango desconocido.
7. Si el elemento es 2, cámbielo por un elemento de rango alto.

   Algoritmo: 

   1. Mantenga tres índices bajo = 1, medio = 1 y alto = N y hay cuatro rangos, 1 a bajo (el rango que contiene 0), bajo a medio (el rango que contiene 1), medio a alto (el rango que contiene elementos desconocidos) y alto a N (el rango que contiene 2).
   2. Atraviese la array de principio a fin y la mitad es menos que alta. (El contador de bucle es i)
   3. Si el elemento es 0, intercambie el elemento con el elemento en el índice bajo y actualice bajo = bajo + 1 y medio = medio + 1
   4. Si el elemento es 1, actualice mid = mid + 1
   5. Si el elemento es 2, intercambie el elemento con el elemento en el índice alto y actualice alto = alto – 1 y actualice i = i – 1. Como el elemento intercambiado no se procesa
   6. Imprima la array de salida.

      Dry Run: 
      en la mitad del proceso, se conocen algunos elementos rojos, blancos y azules y están en el lugar «correcto». La sección de elementos desconocidos, a[Mid..Hi], se reduce al examinar a[Mid]:

      

      Examinar un [Mid]. Hay tres posibilidades: 
      a[Mid] es (0) rojo, (1) blanco o (2) azul. 
      Caso (0) a[Mid] es rojo, intercambie a[Lo] y a[Mid]; Lo++; Medio++
       

      

      Caso (1) a[Mid] es blanco, Mid++

      

      Caso (2) a[Mid] es azul, intercambie a[Mid] y a[Hi]; Hola-

      

      Continúe hasta Mid>Hola.

      Implementación:

      Python

      # Python program to sort an array with  # 0, 1 and 2 in a single pass    # Function to sort array def sort012( a, arr_size):     lo = 0     hi = arr_size - 1     mid = 0     while mid <= hi:         if a[mid] == 0:             a[lo], a[mid] = a[mid], a[lo]             lo = lo + 1             mid = mid + 1         elif a[mid] == 1:             mid = mid + 1         else:             a[mid], a[hi] = a[hi], a[mid]              hi = hi - 1     return a        # Function to print array def printArray( a):     for k in a:         print k,      # Driver Program arr = [0, 1, 1, 0, 1, 2,         1, 2, 0, 0, 0, 1] arr_size = len(arr) arr = sort012( arr, arr_size) print "Array after segregation :", printArray(arr) # This code is contributed by Harshit Agrawal

      Producción: 

      array after segregation
       0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2 

      Análisis de Complejidad: 

      • Complejidad temporal: O(n). 
        Solo se necesita un recorrido de la array.
      • Complejidad espacial: O(1). 
        No se requiere espacio adicional.

      Método 2:

      Enfoque: cuente el número de 0, 1 y 2 en la array dada. Luego almacene todos los 0 al principio seguidos de todos los 1 y luego todos los 2.

      Algoritmo: 

      1. Mantenga tres contadores c0 para contar 0s, c1 para contar 1s y c2 para contar 2s
      2. Recorra la array y aumente el recuento de c0 si el elemento es 0, aumente el recuento de c1 si el elemento es 1 y aumente el recuento de c2 si el elemento es 2
      3. Ahora recorra nuevamente la array y reemplace los primeros elementos c0 con 0, los siguientes elementos c1 con 1 y los siguientes elementos c2 con 2.

      Implementación:

      Python

      # Python implementation of the approach    # Utility function to print contents  # of an array def printArr(arr, n):     for i in range(n):         print(arr[i],end=" ")       # Function to sort the array of 0s,  # 1s and 2s def sortArr(arr, n):     cnt0 = 0     cnt1 = 0     cnt2 = 0            # Count the number of 0s, 1s and      # 2s in the array     for i in range(n):         if arr[i] == 0:             cnt0+=1                    elif arr[i] == 1:             cnt1+=1                        elif arr[i] == 2:             cnt2+=1            # Update the array     i = 0            # Store all the 0s in the      # beginning     while (cnt0 > 0):         arr[i] = 0         i+=1         cnt0-=1            # Then all the 1s     while (cnt1 > 0):         arr[i] = 1         i+=1         cnt1-=1            # Finally all the 2s     while (cnt2 > 0):         arr[i] = 2         i+=1         cnt2-=1            # Prthe sorted array     printArr(arr, n)    # Driver code arr = [0, 1, 1, 0, 1, 2,         1, 2, 0, 0, 0, 1] n = len(arr) sortArr(arr, n) # This code is contributed by shubhamsingh10

      Producción:

      0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 2 2

      Análisis de Complejidad:

      • Complejidad temporal: O(n). 
        Solo se necesitan dos recorridos de la array.
      • Complejidad espacial: O(1). 
        Como no se requiere espacio adicional.

      Consulte el artículo completo sobre Ordenar una array de 0, 1 y 2 para obtener más detalles.