L13.【LeetCode笔记】合并两个有序数组

1.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
• -109 <= nums1[i], nums2[j] <= 109

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？

代码模板

void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n) 
{
}

2.自解

双指针算法

注:参数nums1Size和nums2Size无用

另外开辟sorted[m+n]数组来临时存储合并后的nums1和nums2,即取小的尾插

//nums1Size和nums2Size无用
void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n) 
{int p1=0;int p2=0;int psorted=0;int sorted[m+n];if (n==0)return;while(p1<m&&p2<n){if (nums1[p1]<nums2[p2]){sorted[psorted++]=nums1[p1++];}else{sorted[psorted++]=nums2[p2++];}}while (p2<n){sorted[psorted++]=nums2[p2++];}while (p1<m){sorted[psorted++]=nums1[p1++];}for (int i=0;i<m+n;i++){nums1[i]=sorted[i];}
}

使用memcpy可以简化上方代码

void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n) 
{int p1=0;int p2=0;int psorted=0;int sorted[m+n];if (n==0)return;while(p1<m&&p2<n){if (nums1[p1]<nums2[p2]){sorted[psorted]=nums1[p1];p1++;psorted++;}else{sorted[psorted]=nums2[p2];p2++;psorted++;}}if (p2<n)memcpy(&sorted[psorted],&nums2[p2],(n-p2)*sizeof(int));if (p1<m)memcpy(&sorted[psorted],&nums1[p1],(m-p1)*sizeof(int));memcpy(&nums1[0],&sorted[0],(m+n)*sizeof(int));
}

提交结果

 

3.其他解法

方法1:麻烦的方法

将nums2元素先写入nums1的最后m个元素再排序

时间复杂度较高,并且在C++中可以调库,没有达到练习的效果,不采用

方法2:插一次挪一次

每向nums1插入一个元素,就挪动nums1数组一次

时间复杂度较高,也不采用

方法3:逆向三指针

所有玩家都全力向前冲刺, 却不知道向后才是胜利之门。-《头号玩家》

设end1,end2,dst,设计一个循环,总是取nums1[end1]和nums2[end2]中大的那个赋值给nums1[dst]

当end1<0或end2<0时退出循环,分类讨论

end2先结束,后续不用复制

end1先结束,将nums2剩余的部分复制到nums1中

代码

void merge(int* nums1, int nums1Size, int m, int* nums2, int nums2Size, int n) 
{   int end1=m-1;int end2=n-1;int dst=m+n-1;while(end1 >= 0 && end2 >= 0){if (nums1[end1]>nums2[end2]){nums1[dst--]=nums1[end1--];}else{nums1[dst--]=nums2[end2--];}}while(end2 >= 0){nums1[dst--]=nums2[end2--];}
}

提交结果

 while (end2 >= 0)可以改成下面这样

    if (end2 >= 0){memcpy(&nums1[0],&nums2[0],(end2+1)*sizeof(int));}