【算法】Create Maximum Number 创建最大数

题目

Given two arrays of length m and n with digits 0-9 representing two numbers. Create the maximum number of length k <= m + n from digits of the two. The relative order of the digits from the same array must be preserved. Return an array of the k digits.

Note: You should try to optimize your time and space complexity.

Example 1:

Input:
nums1 = [3, 4, 6, 5]
nums2 = [9, 1, 2, 5, 8, 3]
k = 5
Output:
[9, 8, 6, 5, 3]

Example 2:

Input:
nums1 = [6, 7]
nums2 = [6, 0, 4]
k = 5
Output:
[6, 7, 6, 0, 4]

Example 3:

Input:
nums1 = [3, 9]
nums2 = [8, 9]
k = 3
Output:
[9, 8, 9]

有两个整数数组 nums1 nums2 ,元素值范围是 0 ~ 9,给出 k <= nums1.count + nums2.count。
创建一个长度为 k 的整数数组 res,使之符合以下条件:

  1. res 的元素取自 nums1 和 nums2
  2. res 的元素间相对位置与在 nums1 nums2 中的相对位置是保持不变的
  3. 多种组合中取值最大的 res

解题思路

基本思路是在 nums1 中取出 i 个值,在 nums2 中取出 k-i 个值,然后进行合并。

  1. i 的范围为 max(0, k-nums2.count) ... min(k, nums1.count),循环遍历比较得最大的结果返回
  2. 循环中:
    • filterNums将 nums1 和 nums2 进行筛选,分别得出 i 和 k-i 个值
      • 遍历 nums,声明临时 res
      • es 的尾元素与 nums 中的当前元素 num 比较,若尾元素较小,则循环将 res 中小于 num 的尾元素,直到尾元素不小于 num,或 res 与 nums 剩余元素个数等于 k
    • mergeArray将筛选出来的值进行合并
      • nums1 nums2 筛选出来的整数数组为 newNums1 newNums2
      • isLarger比较 newNums1[i,newNums1.count] 和 newNums2[j,newNums2.count],将较大者的当前值加入到结果中
  3. isLarger判断 nums1[i,nums1.count] 是否大于 nums2[i,nums2.count]
    • 循环有效的 i j ,且 nums1[i] == nums2[j] 时,i 和 j +1

    • 循环结束后的情况:

      • nums1 nums2 均没有遍历完,此时比较 nums1[i] > nums2[j]
      • nums1 nums2 其中任意一个遍历完,另一个没有遍历完,没有遍历完的数组较大
      • nums1 nums2 均遍历完,结果相等
    • j == nums2.count 判断 nums2 是否遍历完,

      • 若 nums2 遍历完,nums1 也遍历完,则相等返回 true ,覆盖了情况 3
      • 若 nums2 遍历完,nums1 没有遍历完,则 nums1 大返回 true,覆盖了情况 2
    • i < nums1.count && nums1[i] > nums2[j] 则覆盖了情况 1

    • 所以 return j == nums2.count || (i < nums1.count && nums1[i] > nums2[j])

详情请看代码注释

代码实现

Runtime: 340 ms
Memory: 21.1 MB

func maxNumber(_ nums1: [Int], _ nums2: [Int], _ k: Int) -> [Int] {
        //初始化结果的容器 res
        var res = [Int]()
        //确定循环范围,以 nums1 为基准,k-nums2.count 为 nums1 需要取的最少个数,为了筛除负数,与 0 取较大值
        //nums1 取的最多个数即为 k 和 nums1.count 的较小值
        for i in max(0, k-nums2.count) ... min(k, nums1.count) {
            // 将 nums1 nums2 筛选 i k-i 个元素获得新数组 newNums1 newNums2
            let newNums1 = self.filterNums(nums: nums1, k: i)
            let newNums2 = self.filterNums(nums: nums2, k: k-i)
            // 将 newNums1 newNums2 进行合并,获取临时最大数组 tmp
            let tmp = self.mergeArray(nums1: newNums1, nums2: newNums2)
            print(newNums1,newNums2,i,k)
            // 将 tmp 与 res 进行比较,若 tmp 较大,则替换掉 res
            if self.isLarger(nums1: tmp, nums2: res, i: 0, j: 0){
                res = tmp
            }
        }
        return res
    }
    
    //将 nums 筛选 k 个元素,获取最大数组
    func filterNums( nums: [Int],  k: Int) -> [Int]{
        // k 的边界值处理
        if k<=0 {
            return []
        }else if k >= nums.count{
            return nums
        }
        //初始化结果的容器 res
        var res = [Int]()
        //遍历 nums
        for i in 0 ..< nums.count{
            //获取当前数值 num
            let num = nums[i]
            //若 res 里的尾元素小于 num,并且 res.count + nums.count - i > k
            // res.count + nums.count - i > k 表示 res 的元素数量加上 nums 剩余的元素数量大于 k ,这样才可以继续删除尾元素
            while !res.isEmpty && num > res.last! && res.count + nums.count - i > k {
                res.removeLast()
            }
            //将 num 加入到 res
            res.append(num)
        }
        //移除多余的元素
        res.removeLast(res.count-k)
        // 返回结果
        return res
    }
    
    //将两个数组合并成最大数组
    func mergeArray(nums1: [Int], nums2: [Int]) -> [Int] {
        //初始化结果的容器 res
        var res = [Int]()
        //初始化 nums1 nums2 的序号 i j 为 0
        var i = 0 , j = 0
        //共遍历 nums1.count + nums2.count 次
        for _ in 0 ..< nums1.count + nums2.count {
            //比较 nums1[i,nums1.count] 和 nums2[j,nums2.count]
            //将较大数组的当前元素添加到 res,移动序号 i 或者 j
            if self.isLarger(nums1: nums1, nums2: nums2, i: i, j: j) {
                res.append(nums1[i])
                i += 1
            }else{
                res.append(nums2[j])
                j += 1
            }
        }
        //返回结果
        return res
    }
    
    //判断 nums1 是否大于 nums2
    func isLarger(nums1: [Int], nums2: [Int], i : Int, j : Int) -> Bool {
        var i = i , j = j
        //循环有效的 i j ,且 nums1[i] == nums2[j] 时,i j +1
        while i < nums1.count && j < nums2.count && nums1[i] == nums2[j] {
            i += 1
            j += 1
        }
        //循环结束后的情况:
        //1. nums1 nums2 均没有遍历完,此时比较 nums1[i] > nums2[j]
        //2. nums1 nums2 其中任意一个遍历完,另一个没有遍历完,没有遍历完的数组较大
        //3. nums1 nums2 均遍历完,结果相等
        
        // j == nums2.count 判断 nums2 是否遍历完,
        //若 nums2 遍历完,nums1 也遍历完,则相等返回 true ,覆盖了情况 3
        //若 nums2 遍历完,nums1 没有遍历完,则 nums1 大返回 true,覆盖了情况 2
        //i < nums1.count && nums1[i] > nums2[j] 则覆盖了情况 1
        return j == nums2.count || (i < nums1.count && nums1[i] > nums2[j])
    }

代码地址:https://github.com/sinianshou/EGSwiftLearning

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