剑指 Offer II 075. 数组相对排序

题目描述

给定两个数组，arr1 和 arr2，

arr2 中的元素各不相同
arr2 中的每个元素都出现在 arr1 中

对 arr1 中的元素进行排序，使 arr1 中项的相对顺序和 arr2 中的相对顺序相同。未在 arr2 中出现过的元素需要按照升序放在 arr1 的末尾。

示例：

输入：arr1 = [2,3,1,3,2,4,6,7,9,2,19], arr2 = [2,1,4,3,9,6]
输出：[2,2,2,1,4,3,3,9,6,7,19]

提示：

1 <= arr1.length, arr2.length <= 1000
0 <= arr1[i], arr2[i] <= 1000
arr2 中的元素 arr2[i] 各不相同
arr2 中的每个元素 arr2[i] 都出现在 arr1 中

注意：本题与主站 1122 题相同：https://leetcode.cn/problems/relative-sort-array/

解法

方法一：自定义排序

我们先用哈希表 \(pos\) 记录数组 \(arr2\) 中每个元素的位置。然后，我们将数组 \(arr1\) 中的每个元素映射成一个二元组 \((pos.get(x, 1000 + x), x)\)，并对二元组进行排序。最后我们取出所有二元组的第二个元素并返回即可。

时间复杂度 \(O(n \times \log n + m)\)，空间复杂度 \(O(n + m)\)。其中 \(n\) 和 \(m\) 分别是数组 \(arr1\) 和 \(arr2\) 的长度。

Python3JavaC++GoTypeScriptSwift

class Solution:
    def relativeSortArray(self, arr1: List[int], arr2: List[int]) -> List[int]:
        pos = {x: i for i, x in enumerate(arr2)}
        return sorted(arr1, key=lambda x: pos.get(x, 1000 + x))

class Solution {
    public int[] relativeSortArray(int[] arr1, int[] arr2) {
        Map<Integer, Integer> pos = new HashMap<>(arr2.length);
        for (int i = 0; i < arr2.length; ++i) {
            pos.put(arr2[i], i);
        }
        int[][] arr = new int[arr1.length][0];
        for (int i = 0; i < arr.length; ++i) {
            arr[i] = new int[] {arr1[i], pos.getOrDefault(arr1[i], arr2.length + arr1[i])};
        }
        Arrays.sort(arr, (a, b) -> a[1] - b[1]);
        for (int i = 0; i < arr.length; ++i) {
            arr1[i] = arr[i][0];
        }
        return arr1;
    }
}

class Solution {
public:
    vector<int> relativeSortArray(vector<int>& arr1, vector<int>& arr2) {
        unordered_map<int, int> pos;
        for (int i = 0; i < arr2.size(); ++i) {
            pos[arr2[i]] = i;
        }
        vector<pair<int, int>> arr;
        for (int i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
            int j = pos.count(arr1[i]) ? pos[arr1[i]] : arr2.size();
            arr.emplace_back(j, arr1[i]);
        }
        sort(arr.begin(), arr.end());
        for (int i = 0; i < arr1.size(); ++i) {
            arr1[i] = arr[i].second;
        }
        return arr1;
    }
};

func relativeSortArray(arr1 []int, arr2 []int) []int {
    pos := map[int]int{}
    for i, x := range arr2 {
        pos[x] = i
    }
    arr := make([][2]int, len(arr1))
    for i, x := range arr1 {
        if p, ok := pos[x]; ok {
            arr[i] = [2]int{p, x}
        } else {
            arr[i] = [2]int{len(arr2), x}
        }
    }
    sort.Slice(arr, func(i, j int) bool {
        return arr[i][0] < arr[j][0] || arr[i][0] == arr[j][0] && arr[i][1] < arr[j][1]
    })
    for i, x := range arr {
        arr1[i] = x[1]
    }
    return arr1
}

function relativeSortArray(arr1: number[], arr2: number[]): number[] {
    const pos: Map<number, number> = new Map();
    for (let i = 0; i < arr2.length; ++i) {
        pos.set(arr2[i], i);
    }
    const arr: number[][] = [];
    for (const x of arr1) {
        const j = pos.get(x) ?? arr2.length;
        arr.push([j, x]);
    }
    arr.sort((a, b) => a[0] - b[0] || a[1] - b[1]);
    return arr.map(a => a[1]);
}

class Solution {
    func relativeSortArray(_ arr1: [Int], _ arr2: [Int]) -> [Int] {
        var pos = [Int: Int]()
        for (i, x) in arr2.enumerated() {
            pos[x] = i
        }
        var arr = [(Int, Int)]()
        for x in arr1 {
            let j = pos[x] ?? arr2.count
            arr.append((j, x))
        }
        arr.sort { $0.0 < $1.0 || ($0.0 == $1.0 && $0.1 < $1.1) }
        return arr.map { $0.1 }
    }
}

方法二：计数排序

我们可以使用计数排序的思想，首先统计数组 \(arr1\) 中每个元素的出现次数，然后按照数组 \(arr2\) 中的顺序，将 \(arr1\) 中的元素按照出现次数放入答案数组 \(ans\) 中。最后，我们遍历 \(arr1\) 中的所有元素，将未在 \(arr2\) 中出现的元素按照升序放入答案数组 \(ans\) 的末尾。

时间复杂度 \(O(n + m)\)，空间复杂度 \(O(n)\)。其中 \(n\) 和 \(m\) 分别是数组 \(arr1\) 和 \(arr2\) 的长度。

Python3

class Solution:
    def relativeSortArray(self, arr1: List[int], arr2: List[int]) -> List[int]:
        cnt = Counter(arr1)
        ans = []
        for x in arr2:
            ans.extend([x] * cnt[x])
            cnt.pop(x)
        mi, mx = min(arr1), max(arr1)
        for x in range(mi, mx + 1):
            ans.extend([x] * cnt[x])
        return ans

Java

class Solution {
    public int[] relativeSortArray(int[] arr1, int[] arr2) {
        int[] cnt = new int[1001];
        int mi = 1001, mx = 0;
        for (int x : arr1) {
            ++cnt[x];
            mi = Math.min(mi, x);
            mx = Math.max(mx, x);
        }
        int m = arr1.length;
        int[] ans = new int[m];
        int i = 0;
        for (int x : arr2) {
            while (cnt[x] > 0) {
                --cnt[x];
                ans[i++] = x;
            }
        }
        for (int x = mi; x <= mx; ++x) {
            while (cnt[x] > 0) {
                --cnt[x];
                ans[i++] = x;
            }
        }
        return ans;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    vector<int> relativeSortArray(vector<int>& arr1, vector<int>& arr2) {
        vector<int> cnt(1001);
        for (int x : arr1) {
            ++cnt[x];
        }
        auto [mi, mx] = minmax_element(arr1.begin(), arr1.end());
        vector<int> ans;
        for (int x : arr2) {
            while (cnt[x]) {
                ans.push_back(x);
                --cnt[x];
            }
        }
        for (int x = *mi; x <= *mx; ++x) {
            while (cnt[x]) {
                ans.push_back(x);
                --cnt[x];
            }
        }
        return ans;
    }
};

Go

func relativeSortArray(arr1 []int, arr2 []int) []int {
    cnt := make([]int, 1001)
    mi, mx := 1001, 0
    for _, x := range arr1 {
        cnt[x]++
        mi = min(mi, x)
        mx = max(mx, x)
    }
    ans := make([]int, 0, len(arr1))
    for _, x := range arr2 {
        for cnt[x] > 0 {
            ans = append(ans, x)
            cnt[x]--
        }
    }
    for x := mi; x <= mx; x++ {
        for cnt[x] > 0 {
            ans = append(ans, x)
            cnt[x]--
        }
    }
    return ans
}

TypeScript

function relativeSortArray(arr1: number[], arr2: number[]): number[] {
    const cnt = Array(1001).fill(0);
    let mi = Number.POSITIVE_INFINITY;
    let mx = Number.NEGATIVE_INFINITY;

    for (const x of arr1) {
        cnt[x]++;
        mi = Math.min(mi, x);
        mx = Math.max(mx, x);
    }

    const ans: number[] = [];
    for (const x of arr2) {
        while (cnt[x]) {
            cnt[x]--;
            ans.push(x);
        }
    }

    for (let i = mi; i <= mx; i++) {
        while (cnt[i]) {
            cnt[i]--;
            ans.push(i);
        }
    }

    return ans;
}

Swift

class Solution {
    func relativeSortArray(_ arr1: [Int], _ arr2: [Int]) -> [Int] {
        var cnt = [Int](repeating: 0, count: 1001)
        for x in arr1 {
            cnt[x] += 1
        }

        guard let mi = arr1.min(), let mx = arr1.max() else {
            return []
        }

        var ans = [Int]()
        for x in arr2 {
            while cnt[x] > 0 {
                ans.append(x)
                cnt[x] -= 1
            }
        }

        for x in mi...mx {
            while cnt[x] > 0 {
                ans.append(x)
                cnt[x] -= 1
            }
        }

        return ans
    }
}