LeetCode / Merge Sorted Array

https://leetcode.com/problems/merge-sorted-array/

Given two sorted integer arrays nums1 and nums2, merge nums2 into nums1 as one sorted array.

Note:
The number of elements initialized in nums1 and nums2 are m and n respectively. You may assume that nums1 has enough space (size that is greater or equal to m + n) to hold additional elements from nums2.

Example:
Input:
nums1 = [1,2,3,0,0,0], m = 3
nums2 = [2,5,6], n = 3
Output: [1,2,2,3,5,6]

2つのソート済みリストをソートされた状態でマージしろという問題。
nums1はnums2の要素をマージするのに十分な長さがある前提で、nums1の要素をin-placeで置換しろという指示があります。

解答・解説

解法1

とにかく解くだけなら簡単で、どんな手法でも良いのでnums1, nums2をマージしてnum1.sort()としてやれば良いです。
しかしそれでは能がないので、別の解法を考えます。sort処理そのものも計算時間がかかりますしね。

class Solution:
    def merge(self, nums1: List[int], m: int, nums2: List[int], n: int) -> None:
        """
        Do not return anything, modify nums1 in-place instead.
        """
        while n > 0:
            if m <= 0 or nums2[n-1] >= nums1[m-1]:  
                nums1[m+n-1] = nums2[n-1]
                n -= 1
            else:
                nums1[m+n-1] = nums1[m-1]
                m -= 1

まず、nums1の要素を置換するのはリストの後方なので、大きなインデックスから順にIterationを回していきます。
次に、if elseの分岐で何をやっているかですが、日本語で書くと以下のようになります。

nums1, nums2の要素の大小を後方から順に比較しながら、nums1の後方から順に要素を置換する。2つの分岐があり、
1. 比較するnums2の要素がnums1の要素以上のときは、nums2の要素で置換対象のnums1の要素を置換し、比較対象をnums2の次の要素に移し、
2. 比較するnums2の要素がnums1の要素より小さいときは、nums1の要素をコピーして置換対象のnums1の要素を置換し、比較対象をnums1の次の要素に移す（一時的にソート順序が崩れるが、上記1の分岐に入った時点で是正される）

となりますが、具体例を示した方が早いですね。
inputが以下だったとします。

num1: [1,2,3,0,0,0]
m: 3
nums2: [1,2,6]
n: 3

これに対して上記コードで処理したときのIterationごとの処理結果を示すと、以下のようになります。

compare 6 of nums2 and 3 of nums1
nums1:[1, 2, 3, 0, 0, 6]

compare 2 of nums2 and 3 of nums1
nums1:[1, 2, 3, 0, 3, 6]

compare 2 of nums2 and 2 of nums1
nums1:[1, 2, 3, 2, 3, 6]

compare 1 of nums2 and 2 of nums1
nums1:[1, 2, 2, 2, 3, 6]

compare 1 of nums2 and 1 of nums1
nums1:[1, 1, 2, 2, 3, 6]