leecode算法《88. 合并两个有序数组》详解有注释,简单明了。

本文详细解析了LeetCode上的经典题目“合并两个有序数组”(88题)。介绍了三种解题方法,包括创建新数组存储结果、利用System.arraycopy进行数组复制优化,以及采用双指针从后往前的最优解法,实现O(n+m)时间复杂度。

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leecode算法《88. 合并两个有序数组》详解有注释,简单明了。

原题内容

给定两个有序整数数组 nums1 和 nums2,将 nums2 合并到 nums1 中,使得 num1 成为一个有序数组。

说明:

初始化 nums1 和 nums2 的元素数量分别为 m 和 n。
你可以假设 nums1 有足够的空间(空间大小大于或等于 m + n)来保存 nums2 中的元素。
示例:

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]

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/merge-sorted-array
著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权,非商业转载请注明出处。

审题:解法一

这个题还是比较简单的
如果你知道归并排序的话那么久更简单了:
简单的来说就是新创建一个数组来来存储结果
nums1 和nums2来进行对比谁小谁就放到新的数组里面
在这里插入图片描述

代码:

    public static void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        // 新建一个数组
        int[] nums3 = new int[m];
        // 将数组nums1复制到nums3中
        System.arraycopy(nums1, 0, nums3, 0, m);
        // 定义两个指针
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int i = 0;
        // 开始循环
        while (num1 < m || num2 < n) {
            if (num1 < m && num2 == n) {
                nums1[i] = nums3[num1];
                i++;
                num1++;
            } else if (num1 < m && nums3[num1] <= nums2[num2]) {
                nums1[i] = nums3[num1];
                i++;
                num1++;
            } else if (num2 < n) {
                nums1[i] = nums2[num2];
                i++;
                num2++;
            }
        }
    }

审题:解法二

我做完解法一之后看了一下官方题解
发现了一个数组copy更好的类库
在这里插入图片描述
这个调用的是c语言写的方法
这个方法比for循环来复制数组快的多

最朴素的解法就是将两个数组合并之后再排序。该算法只需要一行(Java是2行),时间复杂度较差,为O((n + m)\log(n + m))O((n+m)log(n+m))。这是由于这种方法没有利用两个数组本身已经有序这一点。

  public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
    System.arraycopy(nums2, 0, nums1, m, n);
    Arrays.sort(nums1);
  }

审题: 双指针 / 从后往前

这个思路也非常的好我没细研究大家可以看官方题解

已经取得了最优的时间复杂度O(n + m)O(n+m),但需要使用额外空间。这是由于在从头改变nums1的值时,需要把nums1中的元素存放在其他位置。

如果我们从结尾开始改写 nums1 的值又会如何呢?这里没有信息,因此不需要额外空间。

这里的指针 p 用于追踪添加元素的位置。

这个方法的好处时空间复杂度为O(1)

如果面试官要求时间复杂度为1的话这个是个不错的方法

class Solution {
  public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
    // two get pointers for nums1 and nums2
    int p1 = m - 1;
    int p2 = n - 1;
    // set pointer for nums1
    int p = m + n - 1;

    // while there are still elements to compare
    while ((p1 >= 0) && (p2 >= 0))
      // compare two elements from nums1 and nums2 
      // and add the largest one in nums1 
      nums1[p--] = (nums1[p1] < nums2[p2]) ? nums2[p2--] : nums1[p1--];

    // add missing elements from nums2
    System.arraycopy(nums2, 0, nums1, 0, p2 + 1);
  }
}
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