Python编程题27--合并两个有序列表

题目

给定两个按 非递减顺序 排列的整数列表 nums1 和 nums2，另再给定两个整数 m 和 n，其中 nums1 的长度为 m + n ， nums2 的长度为 n ，列表 nums1 中最后 n 个元素均为默认值 0 。

请合并 nums2 到 nums1 中，使合并后的列表 nums1 同样按 非递减顺序 排列。

注意： nums1 中最后 n 个默认值0不用于合并，应忽略。同时只允许在原列表 nums1 上操作，而不能返回一个新创建的列表。

例如：

给定数据：nums1 = [1, 2, 4, 0, 0, 0]，m = 3，nums2 = [-2, 3, 6]，n = 3
返回结果：[-2, 1, 2, 3, 4, 6]

说明：需要合并的分别为 [1, 2, 4] 和 [-2, 3, 6] 。

给定数据：nums1 = [0]，m = 0，nums2 = [-2]，n = 1
返回结果：[-2]

说明：需要合并的分别为 [] 和 [-2] 。

实现思路1

• 直接合并然后进行排序
• 遍历 nums2 ，将 nums2 的元素放入到 nums1 的后 n 个元素中，最后对 nums1 进行排序即可

代码实现

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

上面我们直接使用了Python的 sort() 函数来进行排序，但如果在常见面试中，一般是不允许直接使用Python的内置函数来处理，这时候可以使用常见的排序算法，如快速排序来进行处理，但其时间复杂度为 O((m+n)log(m+n))，那么本题有没有更好的解决办法呢？

接下来，我们将介绍另一种 双指针方法 来处理，其时间复杂度是 O(m+n) 。

实现思路2

• 定义3个值：index1、index2、tmp_index
• 其中 index1 表示 nums1 中用于合并元素的下标，初始值为 m - 1； index2 表示 nums2 中用于合并元素的下标，初始值为 n - 1；tmp_index 表示 nums1 中所有元素的下标，初始值为 m + n - 1
• 使用 while 循环，每次循环把 nums1 和 nums2 所有待合并的元素中的最大值取出来，放到 nums1 中的 tmp_index 下标位置
• 如果 nums1和nums2 其中一方的待合并元素都排序完了，那么直接把另一方的剩余元素全部放到nums1，最后直接跳出循环即可

代码实现

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