Given a collection of intervals, merge all overlapping intervals.

For example,
Given [1,3],[2,6],[8,10],[15,18],
return [1,6],[8,10],[15,18].

這道和之前那道 Insert Interval 很類似，這次題目要求我們合併區間，之前那題明確了輸入區間集是有序的，而這題沒有，所以我們首先要做的就是給區間集排序，由於我們要排序的是個結構體，所以我們要定義自己的comparator，才能用sort來排序，我們以start的值從小到大來排序，排完序我們就可以開始合併了，首先把第一個區間存入結果中，然後從第二個開始遍歷區間集，如果結果中最後一個區間和遍歷的當前區間無重疊，直接將當前區間存入結果中，如果有重疊，將結果中最後一個區間的end值更新為結果中最後一個區間的end和當前end值之中的較大值，然後繼續遍歷區間集，以此類推可以得到最終結果，程式碼如下：

解法一:

class Solution {
public:
    vector<Interval> merge(vector<Interval>& intervals) {
        if (intervals.empty()) return {};
        sort(intervals.begin(), intervals.end(), [](Interval &a, Interval &b) {return a.start < b.start;});
        vector<Interval> res{intervals[0
 
]};
        for (int i = 1; i < intervals.size(); ++i) {
            if (res.back().end < intervals[i].start) {
                res.push_back(intervals[i]);
            } else {
                res.back().end = max(res.back().end, intervals[i].end);
            }
        }   
        return
 
 res;
    }
};

下面這種解法將起始位置和結束位置分別存到了兩個不同的陣列starts和ends中，然後分別進行排序，之後用兩個指標i和j，初始化時分別指向starts和ends陣列的首位置，然後如果i指向starts陣列中的最後一個位置，或者當starts陣列上i+1位置上的數字大於ends陣列的i位置上的數時，此時說明區間已經不連續了，我們來看題目中的例子，排序後的starts和ends為：

starts:    1    2    8    15

ends:     3    6    10    18

紅色為i的位置，藍色為j的位置，那麼此時starts[i+1]為8，ends[i]為6，8大於6，所以此時不連續了，將區間[starts[j], ends[i]]，即 [1, 6] 加入結果res中，然後j賦值為i+1繼續迴圈，參見程式碼如下：

解法二：

class Solution {
public:
    vector<Interval> merge(vector<Interval>& intervals) {
        int n = intervals.size();
        vector<Interval> res;
        vector<int> starts, ends;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            starts.push_back(intervals[i].start);
            ends.push_back(intervals[i].end);
        }
        sort(starts.begin(), starts.end());
        sort(ends.begin(), ends.end());
        for (int i = 0, j = 0; i < n; ++i) {
            if (i == n - 1 || starts[i + 1] > ends[i]) {
                res.push_back(Interval(starts[j], ends[i]));
                j = i + 1;
            }
        } 
        return res;
    }
};

這道題還有另一種解法，這個解法直接呼叫了之前那道題 Insert Interval 的函式，由於插入的過程中也有合併的操作，所以我們可以建立一個空的集合，然後把區間集的每一個區間當做一個新的區間插入結果中，也可以得到合併後的結果，那道題中的四種解法都可以在這裡使用，但是沒必要都列出來，這裡只選了那道題中的解法二放到這裡，程式碼如下：

解法三：

class Solution {
public:
    vector<Interval> merge(vector<Interval>& intervals) {
        vector<Interval> res;
        for (int i = 0; i < intervals.size(); ++i) {
            res = insert(res, intervals[i]);
        }
        return res;
    }
    vector<Interval> insert(vector<Interval>& intervals, Interval newInterval) {
        vector<Interval> res;
        int n = intervals.size(), cur = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            if (intervals[i].end < newInterval.start) {
                res.push_back(intervals[i]);
                ++cur;
            } else if (intervals[i].start > newInterval.end) {
                res.push_back(intervals[i]);
            } else {
                newInterval.start = min(newInterval.start, intervals[i].start);
                newInterval.end = max(newInterval.end, intervals[i].end);
            }
        }
        res.insert(res.begin() + cur, newInterval);
        return res;
    }
};

類似題目：

參考資料：