Programa C++ 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:

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

Si el elemento es 2, cámbielo por un elemento de rango alto.

Algoritmo:

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).
Atraviese la array de principio a fin y la mitad es menos que alta. (El contador de bucle es i)
Si el elemento es 0, intercambie el elemento con el elemento en el índice bajo y actualice bajo = bajo + 1 y medio = medio + 1
Si el elemento es 1, actualice mid = mid + 1
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

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:

C++

// C++ program to sort an array
// with 0, 1 and 2 in a single pass
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
  
// Function to sort the input array,
// the array is assumed
// to have values in {0, 1, 2}
void sort012(int a[], int arr_size)
{
    int lo = 0;
    int hi = arr_size - 1;
    int mid = 0;
  
    // Iterate till all the elements
    // are sorted
    while (mid <= hi) 
    {
        switch (a[mid])  
        {
            // If the element is 0
            case 0:
            swap(a[lo++], a[mid++]);
            break;
  
            // If the element is 1 .
            case 1:
            mid++;
            break;
  
            // If the element is 2
            case 2:
            swap(a[mid], a[hi--]);
            break;
        }
    }
}
  
// Function to print array arr[]
void printArray(int arr[], 
                int arr_size)
{
    // Iterate and print every element
    for (int i = 0; i < arr_size; i++)
        cout << arr[i] << " ";
}
  
// Driver Code
int main()
{
    int arr[] = {0, 1, 1, 0, 1, 2, 
                 1, 2, 0, 0, 0, 1};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    sort012(arr, n);
    cout << "array after segregation ";
    printArray(arr, n);
    return 0;
}
// This code is contributed by Shivi_Aggarwal

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:

Mantenga tres contadores c0 para contar 0s, c1 para contar 1s y c2 para contar 2s
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
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:

C++

// C++ implementation of the approach
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
  
// Utility function to print the 
// contents of an array
void printArr(int arr[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n; i++)
        cout << arr[i] << " ";
}
  
// Function to sort the array of 
// 0s, 1s and 2s
void sortArr(int arr[], int n)
{
    int i, cnt0 = 0, cnt1 = 0, 
           cnt2 = 0;
  
    // Count the number of 0s, 1s and 
    // 2s in the array
    for (i = 0; i < n; i++) 
    {
        switch (arr[i]) 
        {
            case 0:
            cnt0++;
            break;
            case 1:
            cnt1++;
            break;
            case 2:
            cnt2++;
            break;
        }
    }
  
    // Update the array
    i = 0;
  
    // Store all the 0s in the 
    // beginning
    while (cnt0 > 0) 
    {
        arr[i++] = 0;
        cnt0--;
    }
  
    // Then all the 1s
    while (cnt1 > 0) 
    {
        arr[i++] = 1;
        cnt1--;
    }
  
    // Finally all the 2s
    while (cnt2 > 0) 
    {
        arr[i++] = 2;
        cnt2--;
    }
  
    // Print the sorted array
    printArr(arr, n);
}
  
// Driver code
int main()
{
    int arr[] = {0, 1, 1, 0, 1, 2, 
                 1, 2, 0, 0, 0, 1};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(int);
    sortArr(arr, n);
    return 0;
}

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.

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por GeeksforGeeks-1 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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