在Python中查找重叠区间并按升序返回它们的程序

在编程中，经常需要处理区间相关的问题。而对于区间的查找、合并等操作，是很经典的问题之一。本文将介绍一种在Python中查找重叠区间并按升序返回它们的程序。

问题描述

在 Python 中，我们定义一个区间 Interval 类，它有两个属性：start 和 end。现在给定一个区间的列表 intervals，要求按照区间的起始位置 start 进行升序排序，返回重叠的区间。

举个例子：输入 intervals 为 [[1,3], [2,6], [8,10], [15,18]]，则输出为 [[1,6], [8,10], [15,18]]。

解决方案

这道题可以使用贪心算法来解决。具体的解法是，首先按区间的起始位置 start 进行升序排序，之后遍历所有的区间，如果当前区间和下一个区间存在重叠部分，则将两个区间合并。

下面是具体的实现代码。代码中使用了 Python 内置的 sort 方法，对区间列表按照区间的起始位置进行升序排序。同时，代码中使用了双指针技巧，分别保存了当前处理到的区间和下一个待处理的区间。

class Interval:
    def __init__(self, start: int = 0, end: int = 0):
        self.start = start
        self.end = end

def merge(intervals: List[Interval]) -> List[Interval]:
    # 排序
    intervals.sort(key=lambda x: x.start)

    # 双指针
    left = 0
    right = 1
    n = len(intervals)

    # 遍历所有区间
    while right < n:
        # 当前区间和下一个区间有重叠
        if intervals[left].end >= intervals[right].start:
            intervals[left].end = max(intervals[left].end, intervals[right].end)
            intervals.pop(right)
            n -= 1
        # 当前区间和下一个区间没有重叠，将左指针移动到下一个区间
        else:
            left += 1
            right += 1

    return intervals

代码中的 merge 函数接受一个区间列表 intervals，返回重叠后的区间列表。在函数体内，首先对区间列表按照区间的起始位置进行升序排序。同时，使用了双指针技巧，分别保存了当前处理到的区间和下一个待处理的区间。之后遍历了所有的区间，判断当前区间和下一个区间是否有重叠，如果有则将两个区间合并，否则将左指针移动到下一个区间。

示例

为了验证代码的正确性，在这里给出一个示例。输入 intervals 为 [[1,3], [2,6], [7,9], [15,18]]，则程序输出为 [[1,6], [7,9], [15,18]]。

下面是完整的示例代码：

class Interval:
    def __init__(self, start: int = 0, end: int = 0):
        self.start = start
        self.end = end

def merge(intervals: List[Interval]) -> List[Interval]:
    # 排序
    intervals.sort(key=lambda x: x.start)

    # 双指针
    left = 0
    right = 1
    n = len(intervals)

    # 遍历所有区间
    while right < n:
        # 当前区间和下一个区间有重叠
        if intervals[left].end >= intervals[right].start:
            intervals[left].end = max(intervals[left].end, intervals[right].end)
            intervals.pop(right)
            n -= 1
        # 当前区间和下一个区间没有重叠，将左指针移动到下一个区间
        else:
            left += 1
            right += 1

    return intervals

if __name__ == '__main__':
    intervals = [Interval(1, 3), Interval(2, 6), Interval(7, 9), Interval(15, 18)]
    result = merge(intervals)
    for interval in result:
        print(interval.start, interval.end)

运行程序后，输出结果为：