LeetCode 88.合并两个有序数组

题目

给你两个按 非递减顺序 排列的整数数组 nums1 和 nums2，另有两个整数 m 和 n ，分别表示 nums1 和 nums2 中的元素数目。

请你 合并 nums2 到 nums1 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] 和 [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] 和 [] 。
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 [] 和 [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
• -109 <= nums1[i], nums2[j] <= 109

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？

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思路

双指针法

可以不要考虑太多，先写出一个解法再进行优化。思路就是新建一个res数组，大小为m+n，然后用两个指针p1，p2分别作为nums1、nums2的索引，然后一起遍历，按照大小顺序放入res，最后给把res赋值给nums1即可。一起考虑的循环条件此处为p1 < m || p2 < n。

class Solution {
    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        // 使用双指针法
        int res[] = new int[m + n];
        // p1为nums1的指针，p2为nums2的指针，cur为res下标，记录下标可以统一赋值
        int p1 = 0, p2 = 0, cur;
        // 两者均遍历不到尾部时，比较nums1和nums2的元素，将较小的元素放入res中
        while (p1 < m || p2 < n) {
            // nums1到尾部了，只需放nums2；nums2到尾部了，只需放nums1
            if (p1 == m) {
                cur = nums2[p2++];
            } else if (p2 == n) {
                cur = nums1[p1++];
            // 小的放前面
            } else if (nums1[p1] <= nums2[p2]) {
                cur = nums1[p1++];
            } else {
                cur = nums2[p2++];
            }
            res[p1 + p2 - 1] = cur;
        }
        // 记得再赋值回去
        for (int i = 0; i < m + n; i++) {
            nums1[i] = res[i];
        }
    }
}

逆向双指针

双指针法的优化思路是借助nums1的空缺位置，先放大的，这样就不需要临时数组了。

class Solution {
    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        // 逆向双指针
        int p1 = m - 1, p2 = n - 1, cur;
        // 从尾部开始，需要一个尾部指针
        int total = m + n - 1;
        // 循环条件为都到第一个元素才结束
        while (p1 >= 0 || p2 >= 0) {
            // 如果其中一个指针到了-1，说明只剩下另一个数组了
            if (p1 == -1){
                cur = nums2[p2--];
            } else if (p2 == -1) {
                cur = nums1[p1--];
            } else if (nums1[p1] > nums2[p2]) {
                cur = nums1[p1--];
            } else {
                cur = nums2[p2--];
            }
            // 统一赋值
            nums1[total--] = cur;
        }
    }
}