高频算法面试题(十四)- 合并两个有序的数组

166 阅读3分钟

「这是我参与11月更文挑战的第 7 天,活动详情查看:2021最后一次更文挑战

刷算法题,从来不是为了记题,而是练习把实际的问题抽象成具体的数据结构或算法模型,然后利用对应的数据结构或算法模型来进行解题。个人觉得,带着这种思维刷题,不仅能解决面试问题,也能更多的学会在日常工作中思考,如何将实际的场景抽象成相应的算法模型,从而提高代码的质量和性能

合并两个有序数组

题目来源LeetCode-88. 合并两个有序数组

题目描述

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

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][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][]
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 [][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

解题

解法一:直接合并后排序

思路

最容易想到的就是先合并,然后再排序了。我们的暴力做法通常就是,遍历nums2中的元素,将其插入到nums1中对应的位置,但是这种方式涉及到元素的移动,显然复杂度比较高。因为nums1中留的有位置,所以我们就可以先把nums2中的元素合并到nums1中,然后再进行排序,比如用快排或归并排序,时间复杂度是O(nlogn)

我代码中直接用了go内置的sort.Ints()方法,它的底层用的是快排实现的

代码

func merge(nums1 []int, m int, nums2 []int, n int)  {
	copy(nums1[m:], nums2)
	sort.Ints(nums1)
}

空间复杂度:O(1)(没有额外申请空间,利用的还是nums1的空间),时间复杂度:O(nlogn)

解法二:双指针

思路

因为题目中告诉我们这两个数组已经是有序的了,所以可以同时遍历这两个数组,依次放入到一个新的数组中,空间换时间的思想。思路很简单,直接看代码

代码

//双指针
func Merge2(nums1 []int, m int, nums2 []int, n int)  {
	mi, ni := 0, 0
	mergeArr := make([]int, 0, m+n)

	for {
		if mi == m {
			mergeArr = append(mergeArr, nums2[ni:]...)
			break
		}
		if ni == n {
			mergeArr = append(mergeArr, nums1[mi:]...)
			break
		}
		if nums1[mi] < nums2[ni] {
			mergeArr = append(mergeArr, nums1[mi])
			mi++
		} else {
			mergeArr = append(mergeArr, nums2[ni])
			ni++
		}
	}

	copy(nums1, mergeArr)
}