Слияние массивов — распространенная операция в программировании, и часто проблема заключается в объединении массивов без использования дополнительного пространства. В этой статье мы рассмотрим различные методы эффективного выполнения этой задачи. Мы предоставим примеры кода для каждого метода, что позволит вам реализовать их в ваших собственных проектах. Давайте углубимся в решения!

Метод 1: подход с двумя указателями
Подход с двумя указателями — это простой, но эффективный метод объединения двух отсортированных массивов без использования дополнительного пространства. Он работает путем сравнения элементов из обоих массивов и размещения их в нужной позиции в объединенном массиве.

def merge_arrays(arr1, arr2):
    m, n = len(arr1), len(arr2)
    merged = [0] * (m + n)
    i, j, k = 0, 0, 0

    while i < m and j < n:
        if arr1[i] <= arr2[j]:
            merged[k] = arr1[i]
            i += 1
        else:
            merged[k] = arr2[j]
            j += 1
        k += 1

    while i < m:
        merged[k] = arr1[i]
        i += 1
        k += 1

    while j < n:
        merged[k] = arr2[j]
        j += 1
        k += 1

    return merged

Метод 2: обратное слияние
Метод обратного слияния подходит, когда у нас есть дополнительное пространство в конце первого массива. Начав с конца объединенного массива, мы можем избежать использования дополнительного пространства.

def merge_arrays(arr1, arr2):
    m, n = len(arr1), len(arr2)
    i, j, k = m - 1, n - 1, m + n - 1

    while i >= 0 and j >= 0:
        if arr1[i] >= arr2[j]:
            arr1[k] = arr1[i]
            i -= 1
        else:
            arr1[k] = arr2[j]
            j -= 1
        k -= 1

    while j >= 0:
        arr1[k] = arr2[j]
        j -= 1
        k -= 1

    return arr1

Метод 3: Вставка двоичного поиска
Если в конце первого массива достаточно места, мы можем использовать двоичный поиск, чтобы найти правильную позицию для вставки элементов из второго массива.

import bisect
def merge_arrays(arr1, arr2):
    m, n = len(arr1), len(arr2)
    arr1[m:] = arr2

    for i in range(n):
        pos = bisect.bisect_right(arr1, arr2[i], 0, m + i)
        arr1[pos + 1:] = arr1[pos:m + i + 1]
        arr1[pos] = arr2[i]

    return arr1

В этой статье мы рассмотрели несколько эффективных методов объединения массивов без использования дополнительного пространства. Подход двух указателей, обратное слияние и вставка двоичного поиска — это мощные методы, которые можно применять в различных сценариях. Понимая эти методы и соответствующие им примеры кода, вы сможете улучшить свои навыки программирования и оптимизировать операции слияния массивов в своих проектах. Приятного кодирования!