ダブルポインタとリバースダブルポインタの魔法のような使い方

問題の導入

非減少順に配置された 2 つの整数配列 nums1 と nums2 と、それぞれ nums1 と nums2 の要素の数を示す 2 つの整数 m と n が与えられます。

結合された配列も降順に配置されるように、nums2 を nums1 に結合してください。

注: 最終的に、マージされた配列は関数によって返されるのではなく、配列 nums1 に格納される必要があります。この状況に対処するために、nums1 の初期長は m + n です。ここで、最初の m 要素はマージする必要がある要素を表し、最後の n 要素は 0 であるため無視する必要があります。nums2 の長さは n です。(出典: LeetCode)

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方法 1: 結合後に直接並べ替える

class Solution {
public:
    void merge(vector<int>& nums1, int m, vector<int>& nums2, int n) {
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            nums1[m+i]=nums2[i];
        }
        sort(nums1.begin(),nums1.end());
    }
};

この方法は記述が簡単で、クイック ソート ソートを使用しますが、nums の最後に m+n 個の要素があるため、時間計算量と空間計算量は低くありません。

方法2：ダブルポインタ方式

class Solution {
public:
    void merge(vector<int>& nums1, int m, vector<int>& nums2, int n) {
        int p1 = 0, p2 = 0;
        int sorted[m + n];
        int cur;
        while (p1 < m || p2 < n) {
            if (p1 == m) {
                cur = nums2[p2++];
            } else if (p2 == n) {
                cur = nums1[p1++];
            } else if (nums1[p1] < nums2[p2]) {
                cur = nums1[p1++];
            } else {
                cur = nums2[p2++];
            }
            sorted[p1 + p2 - 1] = cur;
        }
        for (int i = 0; i != m + n; ++i) {
            nums1[i] = sorted[i];
        }
    }
};

この方法の時間計算量は (m+n) ですが、空間計算量が (m+n) であるのは最適解ではありません。

方法 3: ポインタを反転する方法

class Solution {
public:
    void merge(vector<int>& nums1, int m, vector<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;
        }
    }
};

この方法は、最適解であるダブル ポインター法に基づいて空間複雑度を 1 に減らすことができます。