### C语言实现两个数组交集算法
在C语言中，可以通过多种方法来计算两个数组的交集。以下是几种常见的解决方案及其详细解释。
#### 方法一：双指针法
这种方法适用于已排序的数组。通过比较两个数组中的元素大小逐步移动指针，找到相同的元素并打印出来。
```c
#include <stdio.h>
void intersection(int arr1[], int arr2[], int len1, int len2) {
int i = 0, j = 0;
while (i < len1 && j < len2) {
if (arr1[i] < arr2[j]) {
i++;
} else if (arr1[i] > arr2[j]) {
j++;
} else {
printf("%d ", arr1[i]);
i++;
j++;
}
}
}
int main() {
int arr1[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int arr2[] = {3, 4, 5, 6, 7};
int len1 = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);
int len2 = sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]);
intersection(arr1, arr2, len1, len2);
return 0;
}
```
此代码假设输入数组已经按升序排列[^1]。如果未排序，则需先对其进行排序操作。
---
#### 方法二：基于`qsort`函数的双指针法
当输入数组可能无序时，可以利用标准库中的`qsort`函数对数组进行排序后再执行双指针逻辑。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义用于qsort的比较函数
int cmp(const void *a, const void *b) {
return (*(int *)a - *(int *)b);
}
int* intersection(int* nums1, int nums1Size, int* nums2, int nums2Size, int* returnSize) {
qsort(nums1, nums1Size, sizeof(int), cmp);
qsort(nums2, nums2Size, sizeof(int), cmp);
int i = 0, j = 0, k = 0;
int prev = INT_MIN;
// 动态分配返回数组的最大长度
int min_size = (nums1Size < nums2Size) ? nums1Size : nums2Size;
int* result = (int*)malloc(min_size * sizeof(int));
while (i < nums1Size && j < nums2Size) {
if (nums1[i] < nums2[j]) {
i++;
} else if (nums1[i] > nums2[j]) {
j++;
} else {
if (prev != nums1[i]) { // 去重
result[k++] = nums1[i];
prev = nums1[i];
}
i++;
j++;
}
}
*returnSize = k;
return result;
}
int main() {
int nums1[] = {4, 9, 5};
int nums2[] = {9, 4, 9, 8, 4};
int nums1Size = sizeof(nums1) / sizeof(nums1[0]);
int nums2Size = sizeof(nums2) / sizeof(nums2[0]);
int returnSize;
int* res = intersection(nums1, nums1Size, nums2, nums2Size, &returnSize);
for (int i = 0; i < returnSize; ++i) {
printf("%d ", res[i]);
}
free(res); // 释放动态内存
return 0;
}
```
这段代码实现了去重功能，并支持任意顺序的输入数组[^2]。
---
#### 方法三：暴力匹配法
对于较小规模的数据集，可以直接遍历其中一个数组，在另一个数组中逐一查找是否存在相等项。该方法时间复杂度较高（O(n*m)），适合简单场景。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
bool contains(int array[], int size, int value) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (array[i] == value) return true;
}
return false;
}
int* findIntersection(int nums1[], int nums1Size, int nums2[], int nums2Size, int* returnSize) {
int maxSize = (nums1Size < nums2Size) ? nums1Size : nums2Size;
int* result = malloc(maxSize * sizeof(int));
int count = 0;
bool isDuplicate;
for (int i = 0; i < nums1Size; i++) {
isDuplicate = false;
if (!contains(result, count, nums1[i])) { // 防止重复插入
if (contains(nums2, nums2Size, nums1[i])) {
result[count++] = nums1[i];
}
}
}
*returnSize = count;
return result;
}
int main() {
int nums1[] = {1, 2, 2, 1};
int nums2[] = {2, 2};
int nums1Size = sizeof(nums1) / sizeof(nums1[0]);
int nums2Size = sizeof(nums2) / sizeof(nums2[0]);
int returnSize;
int* res = findIntersection(nums1, nums1Size, nums2, nums2Size, &returnSize);
for (int i = 0; i < returnSize; i++) {
printf("%d ", res[i]);
}
free(res);
return 0;
}
```
这种方案虽然直观易懂，但在大规模数据下效率较低[^4]。
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#### 性能对比分析
| **方法** | **优点** | **缺点** |
|------------------|-----------------------------------|--------------------------|
| 双指针法 | 时间复杂度低 O(m+n)，空间占用少 | 输入必须提前排序 |
| `qsort`+双指针法 | 自动处理乱序情况 | 排序增加了额外开销 O(nlogn) |
| 暴力匹配法 | 编写容易 | 效率低下 |
推荐优先考虑前两种方式以获得更好的性能表现。
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