给红色、白色和蓝色排序：破解颜色密码

导语：调色板上的舞会

想象一下，我们有一个五颜六色的调色板，上面有红色、白色和蓝色颜料。现在，我们想把这些颜料重新排列，让它们按照颜色分类，形成一个整洁有序的调色板。这就是颜色分类的魅力所在，它可以将杂乱无章的颜色世界，变成井然有序的视觉盛宴。

算法舞台：荷兰国旗的启示

在颜色分类的世界里，有一种著名的算法叫做“荷兰国旗问题”。它以荷兰国旗为灵感，将数组划分为三个区域：红色区、白色区和蓝色区。通过巧妙的操作，我们将元素按照颜色分类，并最终得到一个赏心悦目的调色板。

三向切分的精妙舞步

荷兰国旗问题的核心在于三向切分算法。它将数组划分为三个区域，并根据元素的颜色，将它们移动到各自的区域中。在这个过程中，我们将使用两个指针：low指针和high指针。low指针从数组的开头开始，high指针从数组的末尾开始。

当我们遇到红色元素时，我们将它与low指针处的元素交换，并将low指针向右移动一位。这样，红色元素就被移动到红色区。当我们遇到蓝色元素时，我们将它与high指针处的元素交换，并将high指针向左移动一位。这样，蓝色元素就被移动到蓝色区。

对于白色元素，我们不会立即移动它。我们会先检查low指针和high指针之间的元素。如果遇到红色元素，我们将它与low指针处的元素交换，并将low指针向右移动一位。如果遇到蓝色元素，我们将它与high指针处的元素交换，并将high指针向左移动一位。如果遇到白色元素，我们将它留在原地。

算法之美：简洁而优雅

三向切分算法的精妙之处在于它的简洁性和优雅性。它只使用两个指针，就可以将数组划分为三个区域，并按照颜色分类。这种算法的时间复杂度为O(n)，其中n是数组的长度。

代码诗篇：算法的艺术

def sort_colors(nums):
    low, mid, high = 0, 0, len(nums) - 1

    while mid <= high:
        if nums[mid] == 0:
            nums[low], nums[mid] = nums[mid], nums[low]
            low += 1
            mid += 1
        elif nums[mid] == 1:
            mid += 1
        else:
            nums[mid], nums[high] = nums[high], nums[mid]
            high -= 1

结语：色彩的和谐共舞

通过颜色分类算法，我们将杂乱无章的颜色世界，变成了井然有序的调色板。红色、白色和蓝色元素和谐共处，共同谱写出一曲色彩的交响曲。算法之美，在于它的简洁、优雅和高效。它就像一位技艺高超的艺术家，用代码的画笔，勾勒出色彩世界的秩序与美感。