【Java 算法实现】合并两个有序数组

题目描述

给定两个按非递减顺序排列的整数数组 nums1 和 nums2，以及两个整数 m 和 n，分别表示 nums1 和 nums2 中的元素数目。

你需要将 nums2 合并到 nums1 中，使合并后的数组同样保持非递减顺序排列。

注意：合并后的数组不应由函数返回，而是直接存储在 nums1 中。为了应对这种情况，nums1 的初始长度为 m + n，其中前 m 个元素代表应合并的元素，后 n 个元素设为 0 以示占位，实际上应忽略。

示例

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：合并 [1, 2, 3] 和 [2, 5, 6]。
      合并结果为 [1, 2, 2, 3, 5, 6]，其中斜体加粗部分标注的为 nums1 中的元素。

示例 2：

输入：nums1 = [1], m = 1, nums2 = [], n = 0
输出：[1]
解释：合并 [1] 和 []。
      合并结果为 [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]。
      合并结果为 [1]。
      注意，因为 m = 0，所以 nums1 中没有元素。nums1 中的 0 仅仅是为了确保合并结果可以顺利存放。

提示

• nums1.length == m + n
• nums2.length == n
• 0 <= m, n <= 200
• 1 <= m + n <= 200
• -10^9 <= nums1[i], nums2[j] <= 10^9

解决方案

逆向双指针

nums1的后半部分是空的，可以直接覆盖而不会影响结果。因此可以指针设置为从后向前遍历，每次取两者之中的较大者放进num1的最后面。

时间复杂度：O(m+n)。
指针移动单调递减，最多移动 m+n 次，因此时间复杂度为 O(m+n)。
空间复杂度：O(1)
直接对数组num1原地修改，不需要额外空间。

public class Solution {
    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        int p1 = m - 1, p2 = n - 1;
        int tail = m + n - 1;
        int cur;
        while (p1 >= 0 || p2 >= 0) {
            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--];
            }
            nums1[tail--] = cur;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        int[] nums1 = {1, 2, 3, 0, 0, 0};
        int[] nums2 = {2, 5, 6};
        int m = 3, n = 3;
        solution.merge(nums1, m, nums2, n);
        System.out.println("Merged array:");
        for (int num : nums1) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}