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算法工程师专用!华为OD机试真题精讲:数组拼接

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数组拼接:合并数组的算法和实现

在编程中,数组拼接是一种常见操作,它要求将多个数组合并成一个新的数组。在华为OD机试真题中,数组拼接的问题如下:

问题

现在有多组整数数组,需要将它们合并成一个新的数组。

合并规则,从每个数组里按顺序取出固定长度的内容合并到新的数组中,取完的内容会删除掉,如果该行不足固定长度或者已经为空,则直接取出剩余部分的内容放到新的数组中,继续下一行。

例如,有以下三组数组:

arr1 = [1, 2, 3]
arr2 = [4, 5, 6, 7]
arr3 = [8, 9]

合并后的数组为:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

算法解析

解决这个问题的算法思想很简单,我们可以使用两个指针,分别指向两个数组的第一个元素。然后,比较这两个元素,将较小的元素放入新的数组中,并更新指针指向下一个元素。重复这个过程,直到两个数组都为空。

如果两个数组的长度不一致,那么较长的数组的剩余元素将直接放入新的数组中。

代码实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 合并两个数组
int* merge(int* arr1, int len1, int* arr2, int len2) {
    // 创建一个新的数组来存储合并后的结果
    int* newArr = malloc((len1 + len2) * sizeof(int));

    // 指向两个数组的指针
    int i = 0;
    int j = 0;

    // 合并两个数组
    while (i < len1 && j < len2) {
        if (arr1[i] < arr2[j]) {
            newArr[i + j] = arr1[i];
            i++;
        } else {
            newArr[i + j] = arr2[j];
            j++;
        }
    }

    // 将剩余的元素放入新的数组中
    while (i < len1) {
        newArr[i + j] = arr1[i];
        i++;
    }

    while (j < len2) {
        newArr[i + j] = arr2[j];
        j++;
    }

    // 返回合并后的数组
    return newArr;
}

// 合并多个数组
int* merge_arrays(int** arrays, int num_arrays, int* lengths) {
    // 合并前两个数组
    int* newArr = merge(arrays[0], lengths[0], arrays[1], lengths[1]);

    // 合并剩余的数组
    for (int i = 2; i < num_arrays; i++) {
        newArr = merge(newArr, lengths[i - 1] + lengths[i - 2], arrays[i], lengths[i]);
    }

    // 返回合并后的数组
    return newArr;
}

int main() {
    // 创建三个数组
    int arr1[] = {1, 2, 3};
    int arr2[] = {4, 5, 6, 7};
    int arr3[] = {8, 9};

    // 数组的长度
    int lengths[] = {3, 4, 2};

    // 合并三个数组
    int* newArr = merge_arrays((int**) arrays, 3, lengths);

    // 打印合并后的数组
    for (int i = 0; i < lengths[0] + lengths[1] + lengths[2]; i++) {
        printf("%d ", newArr[i]);
    }

    // 释放内存
    free(newArr);

    return 0;
}

常见问题解答

1. 数组拼接的时间复杂度是多少?

该算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 为所有数组元素的总和。

2. 如果数组中存在重复元素,该算法是否能正常工作?

是的,该算法可以正常工作,它将保持重复元素的顺序。

3. 是否可以将不同数据类型的数组合并在一起?

不行,该算法只能合并相同数据类型的数组。

4. 除了使用两个指针,还有其他合并数组的方法吗?

是的,可以使用归并排序或堆排序等算法来合并数组,但这些算法的时间复杂度更高。

5. 该算法是否可以并行化?

是的,该算法可以并行化,每个处理器都可以合并一部分数组,然后再合并所有部分。