跳至主要內容

1. 合并两个有序数组（System#arraycopy()介绍)

KindBrave大约 3 分钟

1. 合并两个有序数组（System#arraycopy()介绍)

该题来自力扣第88题open in new window。

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
  • -10<sup>9</sup> <= nums1[i], nums2[j] <= 10<sup>9</sup>

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？

解答

这是一道比较简单的双指针问题。需要注意的是边界问题处理。比如：当nums1处理完之后，如果nums2中仍然还有数据没有处理怎么办？

此外，为了减少处理时间耗费，我们可以针对特殊情况--nums1的实际数组长度为0时，只需要将nums2复制到nums1即可，而无需逐一比较。为了实现快速复制，我们可以调用System#arraycopy()方法。

关于System#arraycopy()的介绍

该方法位于java.lang包下的System类中，该方法定义如下：

@IntrinsicCandidate
public static native void arraycopy(Object src,  int  srcPos,
                                    Object dest, int destPos,
                                    int length);

可以看到这是一个native方法，效率自然会高一些。不过这个native方法有些特殊，我们稍后介绍。这个方法共接收5个参数：

  • src：源数组
  • srcPos：从源数组的哪个位置开始复制
  • dest：要复制到的数组
  • destPos：从要复制的数组哪里开始复制
  • length：复制的长度

使用方法比较简单，比如，现在有两个数组int[] nums1 = {1, 2, 3, 4}, int[] nums2 = {0, 0, 0, 0}。我们现在想要将nums1的内容复制到nums2中，只需要调用 System.arraycopy(nums1, 0, nums2, 0, nums1.length) 即可。

可以看到该方法有一个注解@IntrinsicCandidate（JDK17)，JDK介绍其用于HotSpot VM，这个注解可以标记（但是不一定）这个方法属于HotSpot VM内部，而属于HotSpot VM内部的方法，HotSpot VM会对其进行一些优化，比如手动编写汇编或者手动编写编译器中间语言来替换该方法的实现。

所以，虽然这里被声明为native方法，但是它跟JDK中其他的native方法实现地方不同。这个注解标记的方法会在JVM内部实现，而其他的会在JDK库中实现。在调用方面，由于直接调用JVM内部实现，不走常规的JNI lookup，所以也省了一些开销。

该算法题的实现如下：

class Solution {
    public void merge(int[] nums1, int m, int[] nums2, int n) {
        if (m == 0) {
            System.arraycopy(nums2, 0, nums1, 0, n);
            return;
        }
        int i = m + n - 1;
        while (m > 0 && n > 0) {
            if (nums1[m - 1] > nums2[n - 1]) {
                nums1[i] = nums1[m - 1];
                --m;
            } else {
                nums1[i] = nums2[n - 1];
                --n;
            }
            --i;
        }
        while (n > 0) {
            nums1[i--] = nums2[--n];
        }
    }
}