题目描述
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?
分析解答
这题是经典的"合并两个有序数组",关键点在于:
nums1
的尾部有足够空间,可以容纳合并后的结果。- 要求将
nums2
合并到nums1
,并就地修改nums1
。 - 不能返回新数组 ,必须原地修改
nums1
。
✅ 常规简单又高效的解法:从后往前双指针合并
因为 nums1
后面有空位,我们可以从后往前合并,这样就不会覆盖还没处理的数。
✅ JavaScript 解法:
js
function merge(nums1, m, nums2, n) {
let p1 = m - 1; // nums1 有效部分的末尾指针
let p2 = n - 1; // nums2 的末尾指针
let p = m + n - 1; // nums1 的总末尾(放置合并结果)
// 从后往前遍历,谁大就先放谁
while (p1 >= 0 && p2 >= 0) {
if (nums1[p1] > nums2[p2]) {
nums1[p] = nums1[p1];
p1--;
} else {
nums1[p] = nums2[p2];
p2--;
}
p--;
}
// 若 nums2 还有剩,直接复制(nums1 剩下的不用管,因为已经在对的位置)
while (p2 >= 0) {
nums1[p] = nums2[p2];
p2--;
p--;
}
}
🧠 示例演示(以示例1为例):
nums1 = [1,2,3,0,0,0], m = 3
nums2 = [2,5,6], n = 3
目标:[1,2,2,3,5,6]
从 nums1、nums2 的末尾向前合并:
p1=2, p2=2, p=5
比较 3 和 6,放 6 → nums1[5] = 6
p1=2, p2=1, p=4
比较 3 和 5,放 5 → nums1[4] = 5
p1=2, p2=0, p=3
比较 3 和 2,放 3 → nums1[3] = 3
p1=1, p2=0, p=2
比较 2 和 2,放 2 → nums1[2] = 2
p1=1, p2=-1,结束
最终:nums1 = [1,2,2,3,5,6]
✅ 时间复杂度分析:
- 时间复杂度 :
O(m + n)
------ 每个元素最多遍历一次。 - 空间复杂度 :
O(1)
------ 原地修改,无需额外空间。
思路拓展
✅ 为什么要 从后往前合并?
我们先来看题设要求:
nums1
的长度是m + n
,前m
个是有效数据,后面n
个是填充的 0,用来存放合并后的值。nums1
要原地修改 ,不能创建新数组。
❌ 如果你"从前往后"合并,会遇到覆盖原数据的问题:
举个例子:
js
nums1 = [1, 3, 5, 0, 0, 0], m = 3
nums2 = [2, 4, 6], n = 3
-
如果你从前面开始处理,比如
nums1[0]
和nums2[0]
比较:1 < 2
,保留1
- 下一步想在
nums1[1]
里放2
- 但是
nums1[1]
原来是3
,你可能就要把3
先挪到后面...... - 逻辑很麻烦 ,得不断移动
nums1
后面的元素来"腾位置" - 时间复杂度最坏可达
O(m * n)
✅ 反之,从后往前处理 ,就不会有数据覆盖的问题
仍然以上面的例子:
js
nums1 = [1, 3, 5, 0, 0, 0], m = 3
nums2 = [2, 4, 6], n = 3
从尾部开始:
5
vs6
→ 放6
到末尾5
vs4
→ 放5
3
vs4
→ 放4
3
vs2
→ 放3
1
vs2
→ 放2
1
是最后一个
最后结果:
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
- 整个过程中我们不会破坏还没处理的 nums1 前半部分。
- 直接往后填数据,简单又安全。