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有序数组的归并算法思路

2025/4/2 18:46:39 来源:https://blog.csdn.net/m0_53605808/article/details/146813009  浏览:    关键词:有序数组的归并算法思路

1. 算法思路

归并两个有序数组的基本思想是利用两个数组已经有序这一特性,采用双指针法逐一比较两个数组中的元素,将较小的元素依次放入新的结果数组中。这样可以确保合并后的数组仍然是有序的。


2. 理论推导

假设有两个有序数组:

  • 数组 A,长度为 m

  • 数组 B,长度为 n

算法的核心在于利用两个指针分别指向数组 A 和数组 B 的当前比较位置,每次比较这两个位置上的元素,将较小值加入结果数组,并移动相应指针。重复这一过程直到两个数组的元素全部合并完毕。

推导过程

  1. 初始条件:

    • 令指针 i 指向数组 A 的起始位置(i = 0)。

    • 令指针 j 指向数组 B 的起始位置(j = 0)。

  2. 比较与合并:

    • 当 i < m 且 j < n 时:

      • 若 A[i] ≤ B[j],则将 A[i] 添加到结果数组中,并令 i = i + 1;

      • 否则将 B[j] 添加到结果数组中,并令 j = j + 1。

  3. 剩余部分:

    • 当其中一个数组已全部遍历完毕(例如 i = m),则将另一个数组 B 中剩下的所有元素直接追加到结果数组后面(或反之)。

时间复杂度推导

  • 每次比较后至少移动一个指针,总共需要比较的次数不超过 m+n 次(因为每个元素最多被比较一次)。

  • 整个过程需要扫描两个数组的所有元素,因此时间复杂度为:

    O(m+n)

3. 算法步骤

下面给出详细的算法步骤:

  1. 初始化:

    • 定义指针 i = 0 指向数组 A,指针 j = 0 指向数组 B。

    • 定义空的结果数组 result。

  2. 循环比较:

    • 当 i < m 且 j < n 时:

      • 若 A[i] ≤ B[j],则:

        • 将 A[i] 添加到 result 中;

        • i = i + 1。

      • 否则(即 A[i] > B[j]):

        • 将 B[j] 添加到 result 中;

        • j = j + 1。

  3. 处理剩余元素:

    • 如果 i < m(即 A 数组还有剩余):

      • 将 A 数组中从 i 到 m-1 的所有元素依次添加到 result。

    • 如果 j < n(即 B 数组还有剩余):

      • 将 B 数组中从 j 到 n-1 的所有元素依次添加到 result。

  4. 返回结果:

    • 返回合并后的 result 数组。


算法总结

  • 理论核心: 通过双指针比较两个有序数组的当前元素,并依次将较小值存入结果数组,从而保持整体有序性。

  • 时间复杂度: O(m+n),其中 m 和 n 分别为两个数组的长度。整个算法只需要扫描所有元素一次。

  • 步骤清晰: 初始化指针、循环比较、处理剩余元素、返回结果。每一步都保证了算法的正确性与高效性。

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