LeetCode探索(18):88-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 nums1nums2,另有两个整数 mn ,分别表示 nums1nums2 中的元素数目。

请你 合并 nums2nums1 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][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

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?

思考

这是数据结构中数组相关的一道题,难度简单。

首先是理解题意,题目中给出的是:按非递减顺序 排列的、整数数组。既然数组本身是有序的,那么合并数组时,有如下两种方法:

(1)我们可以先把这两个数组合并起来,再进行排序。JS中合并两个数组的方法有很多,这里就不赘述了。

(2)我们可以比较数组中的两个元素,每次取出其中的较小值,这样就解决这个问题了,也就是排序的过程。这是双指针的思路。

解答

方法一:合并数组并排序

var merge = function(nums1, m, nums2, n) {
  // array.splice(index, howmany, item1, ....., itemX)
  nums1.splice(m, nums1.length - m, ...nums2)
  return nums1.sort((a, b) => a - b)
}

复杂度分析

  • 时间复杂度:O((m+n)log(m+n))。 排序序列长度为 m+n,套用快速排序的时间复杂度即可,平均情况为 O((m+n)log(m+n))。
  • 空间复杂度:O(log(m+n))。 排序序列长度为 m+n,套用快速排序的空间复杂度即可,平均情况为 O(log(m+n))。

方法二:双指针

为了避免覆盖到 nums1 数组,我们每次比较后可以将较大值放在 nums1 数组的最后面。

var merge = function(nums1, m, nums2, n) {
  let i = nums1.length - 1
  m--
  n--
  while (n >= 0) { // 在nums2排序完成后即可停止
    // 将较大值放在nums1数组的最后面
    nums1[i--] = nums1[m] > nums2[n] ? nums1[m--] : nums2[n--];
  }
};

复杂度分析

时间复杂度:O(m+n)。指针移动单调递减,最多移动 m+n 次,因此时间复杂度为 O(m+n)。

空间复杂度:O(1)。直接对数组 nums1 原地修改,不需要额外空间。

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?

  • 也就是上面的方法二。

参考