合并两个有序数组(重新开始)

本文介绍了一次个人尝试自主实现合并排序数组的过程,旨在通过实践加深对分治算法的理解。通过编写代码将两个已排序的数组合并为一个有序数组,并通过实例演示了合并过程和代码实现细节。

在看分治算法的时候,想先自己写写合并的代码,还是不熟练啊!

为了保持对代码的敏感度,要保持练习。加油!

public class JustDoIt0803 {

    /**
     * 分治算法学习前准备
     */
    public static void main(String[] args) {

        int[] x = new int[]{1,4,5,33};
        int[] y = new int[]{2,4,5,7,9,12,45,78};
        int[] z = mergeArrays(x, y);
        for (int i = 0; i < z.length; i++) {
            System.out.print(z[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        int[] t1 = null;
        int[] t2 = null;
        System.out.println(mergeArrays(t1, t2).length);
    }
    
    /**
     * 
     * @param x a int array be sorted
     * @param y a int array be sorted
     * @return z a int array be sorted merge x and y
     * 把两个排序的数组拼接成一个排序的数组
     */
    private static int[] mergeArrays(int[] x, int [] y){
        if(x == null || y == null){
            return new int[]{};
        }
        int xl = x.length;
        int yl = y.length;
        int zl = xl + yl;
        int[] z = new int[zl];// zl代表数组元素个数
        
        if(xl == 0)
            return y;
        if(yl == 0)
            return x;
        
        int a = 0;
        int b = 0;
        
        for (int i = 0; i < zl; i++) {
            if(x[a] < y[b]){
                z[i] = x[a];
                a++;
            }else{
                z[i] = y[b];
                b++;
            }
            // 拼接尾段
            if(a >= xl){
                int tail = yl - b;
                for(int j = 0; j < tail;j++){
                    z[a+b] = y[b];
                    b++;
                }
                break;
            }
            if(b >= yl){
                int tail = xl - b;
                for(int j = 0; j < tail;j++){
                    z[a+b] = x[a];
                    a++;
                }
                break;
            }
        }
        
        return z;
    }
}
<think>我们有两个有序数组,需要将它们合并一个新的有序数组。 一种简单的方法是创建一个数组,然后使用两个指针分别遍历两个数组,每次选取较小的元素放入新数组。 注意:题目要求合并两个有序数组,通常我们假设数组非递减顺序(即升序,可能有重复)。 然而,有时题目要求将第二个数组合并到第一个数组中,且第一个数组有足够的空间(此时第一个数组的长度是两个数组元素数量之和,但初始只包含自身的元素,后面有足够的空位)。但根据问题描述,这里要求实现合并两个有序数组,并没有明确要求是原地合并到其中一个数组。因此,我们按照一般情况:合并两个数组,返回一个新的有序数组。 但注意,问题描述没有明确,所以我们可以考虑两种情况: 1. 合并两个数组,返回一个新的数组(不改变原数组)。 2. 将两个数组合并到第一个数组中(假设第一个数组有足够空间)。 由于问题没有明确,我们这里按照常见的两种需求分别实现。 情况一:返回新数组 情况二:原地合并(将nums2合并到nums1,假设nums1有足够的空间,且初始元素数为m,nums2的元素数为n,nums1的长度为m+n) 但是问题要求“用Java语言实现合并两个有序数组”,没有明确说明是哪种情况。因此,我选择实现两种常见的方法: 方法1:创建一个数组,长度为两个数组长度之和,然后使用双指针依次将两个数组的元素按顺序放入新数组。 方法2:原地合并(要求第一个数组有足够空间),从后往前遍历,避免覆盖。 由于问题没有特别说明,我将提供两种实现,并分别说明。 首先,我们实现方法1:返回新数组。 这种方法不修改原数组,适用于任意两个有序数组合并。 然后,我们实现方法2:原地合并(将nums2合并到nums1中,假设nums1的长度为m+n,其中前m个元素是有效的,后面n个位置为0或预留空间)。 考虑到问题可能更常见的是原地合并(参考Leetcode 88题),但问题描述没有明确,所以两种都写。 但是,为了符合问题描述,我将按照方法1(返回新数组)作为主要实现,因为问题没有提到第一个数组有足够空间。同时,我也会提供方法2的实现,并加以说明。 由于问题要求“用Java语言实现”,因此我们将用Java编写。 我们先写方法1:合并两个有序数组,返回新数组。 代码实现: 假设两个数组为arr1和arr2,都是非递减顺序。 步骤: 1. 创建一个数组result,长度为arr1.length + arr2.length。 2. 初始化三个指针:i指向arr1,j指向arr2,k指向result。 3. 比较arr1[i]和arr2[j],将较小的放入result[k],然后移动相应的指针。 4. 当其中一个数组遍历完后,将另一个数组剩余元素全部放入result。 然后写方法2:原地合并(将nums2合并到nums1,nums1有足够的空间,且初始有效元素数为m,nums2的元素数为n,nums1的长度为m+n) 步骤: 1. 初始化三个指针:i指向nums1的最后一个有效元素(索引m-1),j指向nums2的最后一个元素(索引n-1),k指向nums1的最后一个位置(索引m+n-1)。 2. 从后往前比较nums1[i]和nums2[j],将较大的放在nums1[k],然后移动相应的指针。 3. 如果nums2还有剩余元素,将其复制到nums1的前面。 但是,由于问题没有明确,我将首先提供方法1的代码,因为方法1更通用(不要求第一个数组有额外空间)。如果用户需要的是原地合并,我们再提供方法2。 然而,问题只要求“合并两个有序数组”,没有明确说明是否原地,所以我们可以选择一种常见的实现。为了保险起见,我决定实现方法1(返回新数组)并作为主要答案。 同时,为了完整性,我会在回答中同时给出两种方法,并说明使用场景。 因此,回答结构: 1. 介绍问题:合并两个有序数组。 2. 提供方法1的代码(返回新数组)。 3. 提供方法2的代码(原地合并)。 4. 提出相关问题。 注意:由于问题要求最后必须提出3-5个相关问题,且以“§§相关问题§§”开头,所以最后部分必须包含。 开始编写代码。</think>### Java实现合并两个有序数组 以下是两种常见的Java实现方法,分别使用额外空间和原地合并: #### 方法1:使用额外空间(返回新数组) ```java public int[] mergeArrays(int[] nums1, int[] nums2) { int m = nums1.length, n = nums2.length; int[] merged = new int[m + n]; int i = 0, j = 0, k = 0; while (i < m && j < n) { if (nums1[i] <= nums2[j]) { merged[k++] = nums1[i++]; } else { merged[k++] = nums2[j++]; } } while (i < m) merged[k++] = nums1[i++]; while (j < n) merged[k++] = nums2[j++]; return merged; } ``` #### 方法2:原地合并(需nums1有足够空间) ```java public void mergeInPlace(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) { int i = m - 1, j = n - 1, k = m + n - 1; while (j >= 0) { if (i >= 0 && nums1[i] > nums2[j]) { nums1[k--] = nums1[i--]; } else { nums1[k--] = nums2[j--]; } } } ``` **参数说明**: - `nums1`:第一个有序数组(需预留足够空间) - `m`:nums1的实际元素数量 - `nums2`:第二个有序数组 - `n`:nums2的元素数量 **时间复杂度**:O(m+n) **空间复杂度**: - 方法1:O(m+n)(额外空间) - 方法2:O(1)(原地操作)
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