每日一题:合并两个有序数组

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题目

给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1 和 nums2,另有两个整数 m 和 n ,分别表示 nums1 和nums2 中的元素数目。

请你 合并 nums2 到 nums1 中,使合并后的数组同样按 非递减顺序 排列。

注意:最终,合并后数组不应由函数返回,而是存储在数组 nums1 中。为了应对这种情况,nums1 的初始长度为 m + n,其中前 m 个元素表示应合并的元素,后 n 个元素为 0 ,应忽略。nums2 的长度为 n 。

示例 1:

输入:nums1 = [1,2,3,0,0,0], m = 3, nums2 = [2,5,6], n = 3

输出:[1,2,2,3,5,6]

解释:需要合并 [1,2,3] 和 [2,5,6] 。

合并结果是 [1,2,2,3,5,6] ,其中斜体加粗标注的为 nums1 中的元素。

示例 2:

输入:nums1 = [1], m = 1, nums2 = , n = 0

输出:[1]

解释:需要合并 [1] 和 。 合并结果是 [1] 。

示例 3:

输入:nums1 = [0], m = 0, nums2 = [1], n = 1

输出:[1]

解释:需要合并的数组是 和 [1] 。 合并结果是 [1] 。

注意,因为 m = 0 ,所以 nums1 中没有元素。nums1 中仅存的 0 仅仅是为了确保合并结果可以顺利存放到 nums1 中。

提示:

  • nums1.length == m + n
  • nums2.length == n
  • 0 <= m, n <= 200
  • 1 <= m + n <= 200
  • -10^9 <= nums1[i], nums2[j] <= 10^9

进阶:你可以设计实现一个时间复杂度为 O(m + n) 的算法解决此问题吗?

思路

  • 直接合并后排序

由题意可知,num2是合并到num1中的。

可以将num2中的数字合并到num1中,合并之后为无序状态。此时使用Arrays.sort()进行排序即可。

其时间复杂度在于Arrays.sort(),为O(n*log(n))。无新增空间,故空间复杂度为O(1)

class Solution {
    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        for(int i = 0 ;i<n;i++){
            nums1[m+i] = nums2[i];
        }
        Arrays.sort(nums1);
    }
}	
  • 双指针

因为 nums1 的空间都集中在后面,所以从后向前处理排序的数据会更好,节省空间,一边遍历一边将值填充进去。设置指针 len1 和 len2 分别指向 nums1 和 nums2 的有数字尾部,从尾部值开始比较遍历,同时设置指针 len 指向 nums1 的最末尾,每次遍历比较值大小之后,则进行填充。当 len1<0 时遍历结束,此时 nums2 中海油数据未拷贝完全,将其直接拷贝到 nums1 的前面,最后得到结果数组

其时间复杂度为O(m+n)。无新增空间,故空间复杂度为O(1)。

class Solution {
    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        int m1 = m - 1;
        int n1 = n - 1;
        int mn = m + n - 1;
        while (m1 > -1 && n1 > -1) {
            if(nums1[m1]<nums2[n1]){
                nums1[mn] = nums2[n1--];
            }else{
                nums1[mn] = nums1[m1--];
            }
            mn --;
        }

        while (m1>-1){
            nums1[mn] = nums1[m1--];
            mn--;
        }
        while (n1>-1){
            nums1[mn] = nums2[n1--];
            mn--;
        }
    }
}