Merge Intervals -- LeetCode

Java实现合并区间算法详解
本文深入探讨了如何使用Java实现合并区间算法,包括自定义Comparator的实现细节、时间复杂度与空间复杂度分析,以及代码示例。通过具体实例帮助读者理解区间合并的基本原理与实践应用。
原题链接: http://oj.leetcode.com/problems/merge-intervals/
这是一道关于interval数组结构的操作,在面试中也是一种比较常见的数据结构。假设这些interval是有序的(也就是说先按起始点排序,然后如果起始点相同就按结束点排序),那么要把它们合并就只需要按顺序读过来,如果当前一个和结果集中最后一个有重叠,那么就把结果集中最后一个元素设为当前元素的结束点(不用改变起始点因为起始点有序,因为结果集中最后一个元素起始点已经比当前元素小了)。那么剩下的问题就是如何给interval排序,在java实现中就是要给interval自定义一个Comparator,规则是按起始点排序,然后如果起始点相同就按结束点排序。整个算法是先排序,然后再做一次线性遍历,时间复杂度是O(nlogn+n)=O(nlogn),空间复杂度是O(1),因为不需要额外空间,只有结果集的空间。代码如下:
public ArrayList<Interval> merge(ArrayList<Interval> intervals) {
    ArrayList<Interval> res = new ArrayList<Interval>();
    if(intervals==null || intervals.size()==0)
        return intervals;
    Comparator<Interval> comp = new Comparator<Interval>()
    {
        @Override
        public int compare(Interval i1, Interval i2)
        {
            if(i1.start==i2.start)
                return i1.end-i2.end;
            return i1.start-i2.start;
        }
    };
    Collections.sort(intervals,comp);
    
    res.add(intervals.get(0));
    for(int i=1;i<intervals.size();i++)
    {
        if(res.get(res.size()-1).end>=intervals.get(i).start)
        {
            res.get(res.size()-1).end = Math.max(res.get(res.size()-1).end, intervals.get(i).end);
        }
        else
        {
            res.add(intervals.get(i));
        }
    }
    return res;
}
自定义Comparator有时候在面试中也会要求实现,不熟悉的朋友还是要熟悉一下哈。LeetCode中关于interval的题目还有 Insert Interval ,有兴趣的朋友可以看看哈。
你提供的代码是 **LeetCode 第56题:合并区间(Merge Intervals)** 的标准解法,使用了排序 + 贪心策略来合并重叠区间。 --- ## ✅ 代码解析完整 VS2022 可运行版本 以下是适合在 **Visual Studio 2022 (VS2022)** 中运行的完整代码版本,包含 `vector`、`algorithm`、主函数和测试用例。 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; class Solution { public: vector<vector<int>> merge(vector<vector<int>>& intervals) { if (intervals.empty()) { return {}; } // 按照区间起始点从小到大排序 sort(intervals.begin(), intervals.end()); vector<vector<int>> merged; for (const auto& interval : intervals) { int L = interval[0], R = interval[1]; // 如果 merged 为空,或者当前区间的左端点大于 merged 最后一个区间的右端点 if (merged.empty() || merged.back()[1] < L) { merged.push_back({L, R}); } else { // 否则合并区间 merged.back()[1] = max(merged.back()[1], R); } } return merged; } }; // 打印结果的辅助函数 void printIntervals(const vector<vector<int>>& intervals) { cout << "["; for (size_t i = 0; i < intervals.size(); ++i) { cout << "[" << intervals[i][0] << ", " << intervals[i][1] << "]"; if (i != intervals.size() - 1) cout << ", "; } cout << "]" << endl; } // 主函数测试 int main() { Solution sol; vector<vector<int>> intervals; // 测试用例 1 intervals = {{1,3}, {2,6}, {8,10}, {15,18}}; cout << "输入区间数组: "; printIntervals(intervals); cout << "合并后区间: "; printIntervals(sol.merge(intervals)); cout << endl; // 测试用例 2 intervals = {{1,4}, {4,5}}; cout << "输入区间数组: "; printIntervals(intervals); cout << "合并后区间: "; printIntervals(sol.merge(intervals)); cout << endl; // 测试用例 3 intervals = {{1,4}, {0,4}}; cout << "输入区间数组: "; printIntervals(intervals); cout << "合并后区间: "; printIntervals(sol.merge(intervals)); cout << endl; // 测试用例 4 intervals = {{1,4}, {2,3}}; cout << "输入区间数组: "; printIntervals(intervals); cout << "合并后区间: "; printIntervals(sol.merge(intervals)); cout << endl; return 0; } ``` --- ## ✅ 示例输出 ``` 输入区间数组: [[1, 3], [2, 6], [8, 10], [15, 18]] 合并后区间: [[1, 6], [8, 10], [15, 18]] 输入区间数组: [[1, 4], [4, 5]] 合并后区间: [[1, 5]] 输入区间数组: [[1, 4], [0, 4]] 合并后区间: [[0, 4]] 输入区间数组: [[1, 4], [2, 3]] 合并后区间: [[1, 4]] ``` --- ## ✅ 算法逻辑详解 ### ✅ 问题背景 给定一个区间列表 `intervals`,其中每个区间是 `[start, end]`,请合并所有**重叠的区间**,返回一个新的区间列表,其中不包含重叠区间。 ### ✅ 解法思路:排序 + 贪心合并 #### 步骤: 1. **排序**:将所有区间按照起始点升序排序。 2. **遍历区间**: - 如果 `merged` 为空,或当前区间的起始点大于 `merged.back()[1]`,说明没有重叠,直接加入; - 否则,合并区间,更新 `merged.back()[1]` 为最大值。 --- ## ✅ 时间空间复杂度 | 类型 | 复杂度 | 说明 | |------|--------|------| | 时间复杂度 | O(n log n) | 排序耗时,合并为 O(n) | | 空间复杂度 | O(1) 或 O(n) | 若不计输出空间为 O(1),否则为 O(n) | --- ## ✅ 常见问题排查(VS2022) 1. **编译错误** - 确保包含 `<vector>` 和 `<algorithm>` - 使用 `using namespace std;` 或加上 `std::` 前缀 2. **运行时错误** - 注意空区间处理(已用 `merged.empty()` 判断) - 确保访问 `intervals[i][0]`、`intervals[i][1]` 不越界 3. **逻辑错误** - 排序必须基于起始点 - 合并时必须取 `max(merged.back()[1], R)` --- ## ✅ 对比其他解法 | 解法 | 时间复杂度 | 空间复杂度 | 特点 | |------|------------|------------|------| | 排序 + 贪心(当前方法) | O(n log n) | O(1) | 最优解,推荐 | | 暴力法(两两比较) | O(n²) | O(n) | 简单但低效 | | 线段树 | O(n log n) | O(n) | 适合频繁区间操作 | | 并查集 | O(n log n) | O(n) | 适合拓展思路 | ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值