986:区间列表的交集

625 阅读1分钟

题目介绍

力扣986题:leetcode-cn.com/problems/in…

给定两个由一些 闭区间 组成的列表,firstList 和 secondList ,其中 firstList[i] = [starti, endi] 而 secondList[j] = [startj, endj] 。每个区间列表都是成对 不相交 的,并且 已经排序 。

返回这 两个区间列表的交集 。

形式上,闭区间 [a, b](其中 a <= b)表示实数 x 的集合,而 a <= x <= b 。

两个闭区间的 交集 是一组实数,要么为空集,要么为闭区间。例如,[1, 3] 和 [2, 4] 的交集为 [2, 3] 。

image.png

分析

题目很好理解,就是让你找交集,注意区间都是闭区间。

解决区间问题的思路一般是先排序,以便操作,不过题目说已经排好序了,那么可以用两个索引指针在AB中游走,把交集找出来,代码大概是这样的:

# A, B 形如 [[0,2],[5,10]...]
def intervalIntersection(A, B):
    i, j = 0, 0
    res = []
    while i < len(A) and j < len(B):
        # ...
        j += 1
        i += 1
    return res

不难,我们先老老实实分析一下各种情况。

首先,对于两个区间,我们用[a1,a2][b1,b2]表示在AB中的两个区间,那么什么情况下这两个区间没有交集呢:

image.png

只有这两种情况,写成代码的条件判断就是这样:

if b2 < a1 or a2 < b1:
    [a1,a2] 和 [b1,b2] 无交集

那么,什么情况下,两个区间存在交集呢?根据命题的否定,上面逻辑的否命题就是存在交集的条件:

# 不等号取反,or 也要变成 and
if b2 >= a1 and a2 >= b1:
    [a1,a2] 和 [b1,b2] 存在交集

接下来,两个区间存在交集的情况有哪些呢?穷举出来:

image.png

这很简单吧,就这四种情况而已。那么接下来思考,这几种情况下,交集是否有什么共同点呢?

image.png

我们惊奇地发现,交集区间是有规律的!如果交集区间是[c1,c2],那么c1=max(a1,b1)c2=min(a2,b2)!这一点就是寻找交集的核心,我们把代码更进一步:

while i < len(A) and j < len(B):
    a1, a2 = A[i][0], A[i][1]
    b1, b2 = B[j][0], B[j][1]
    if b2 >= a1 and a2 >= b1:
        res.append([max(a1, b1), min(a2, b2)])
    # ...

最后一步,我们的指针ij肯定要前进(递增)的,什么时候应该前进呢?

640 (1).gif

结合动画示例就很好理解了,是否前进,只取决于a2b2的大小关系:

while i < len(A) and j < len(B):
    # ...
    if b2 < a2:
        j += 1
    else:
        i += 1

以此思路写出代码:

# A, B 形如 [[0,2],[5,10]...]
def intervalIntersection(A, B):
    i, j = 0, 0 # 双指针
    res = []
    while i < len(A) and j < len(B):
        a1, a2 = A[i][0], A[i][1]
        b1, b2 = B[j][0], B[j][1]
        # 两个区间存在交集
        if b2 >= a1 and a2 >= b1:
            # 计算出交集,加入 res
            res.append([max(a1, b1), min(a2, b2)])
        # 指针前进
        if b2 < a2: j += 1
        else:       i += 1
    return res

总结一下,区间类问题看起来都比较复杂,情况很多难以处理,但实际上通过观察各种不同情况之间的共性可以发现规律,用简洁的代码就能处理。