Python編程題27--合併兩個有序列表

題目

給定兩個按 非遞減順序 排列的整數列表 nums1 和 nums2，另再給定兩個整數 m 和 n，其中 nums1 的長度爲 m + n ， nums2 的長度爲 n ，列表 nums1 中最後 n 個元素均爲默認值 0 。

請合併 nums2 到 nums1 中，使合併後的列表 nums1 同樣按 非遞減順序 排列。

注意： nums1 中最後 n 個默認值0不用於合併，應忽略。同時只允許在原列表 nums1 上操作，而不能返回一個新創建的列表。

例如：

給定數據：nums1 = [1, 2, 4, 0, 0, 0]，m = 3，nums2 = [-2, 3, 6]，n = 3
返回結果：[-2, 1, 2, 3, 4, 6]

說明：需要合併的分別爲 [1, 2, 4] 和 [-2, 3, 6] 。

給定數據：nums1 = [0]，m = 0，nums2 = [-2]，n = 1
返回結果：[-2]

說明：需要合併的分別爲 [] 和 [-2] 。

實現思路1

• 直接合並然後進行排序
• 遍歷 nums2 ，將 nums2 的元素放入到 nums1 的後 n 個元素中，最後對 nums1 進行排序即可

代碼實現

def merge(nums1, m, nums2, n):
    nums1[m:] = nums2
    nums1.sort()
    return nums1

上面我們直接使用了Python的 sort() 函數來進行排序，但如果在常見面試中，一般是不允許直接使用Python的內置函數來處理，這時候可以使用常見的排序算法，如快速排序來進行處理，但其時間複雜度爲 O((m+n)log(m+n))，那麼本題有沒有更好的解決辦法呢？

接下來，我們將介紹另一種 雙指針方法 來處理，其時間複雜度是 O(m+n) 。

實現思路2

• 定義3個值：index1、index2、tmp_index
• 其中 index1 表示 nums1 中用於合併元素的下標，初始值爲 m - 1； index2 表示 nums2 中用於合併元素的下標，初始值爲 n - 1；tmp_index 表示 nums1 中所有元素的下標，初始值爲 m + n - 1
• 使用 while 循環，每次循環把 nums1 和 nums2 所有待合併的元素中的最大值取出來，放到 nums1 中的 tmp_index 下標位置
• 如果 nums1和nums2 其中一方的待合併元素都排序完了，那麼直接把另一方的剩餘元素全部放到nums1，最後直接跳出循環即可

代碼實現

def merge(nums1, m, nums2, n):
    index1, index2 = m - 1, n - 1
    tmp_index = m + n - 1
    while index1 >= 0 or index2 >= 0:
        if index1 == -1:
            nums1[:tmp_index+1] = nums2[:index2+1]
            break
        elif index2 == -1:
            nums1[:tmp_index+1] = nums1[:index1+1]
            break
        elif nums1[index1] <= nums2[index2]:
            nums1[tmp_index] = nums2[index2]
            index2 -= 1
        elif nums1[index1] > nums2[index2]:
            nums1[tmp_index] = nums1[index1]
            index1 -= 1
        tmp_index -= 1
    return nums1