# 区间交集问题
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读完本文，你不仅学会了算法套路，还可以顺便去 LeetCode 上拿下如下题目：
[986.区间列表的交集](https://leetcode-cn.com/problems/interval-list-intersections)
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本文是区间系列问题的第三篇，前两篇分别讲了区间的最大不相交子集和重叠区间的合并，今天再写一个算法，可以快速找出两组区间的交集。
先看下题目，LeetCode 第 986 题就是这个问题：
题目很好理解，就是让你找交集，注意区间都是闭区间。
### 思路
解决区间问题的思路一般是先排序，以便操作，不过题目说已经排好序了，那么可以用两个索引指针在 `A` 和 `B` 中游走，把交集找出来，代码大概是这样的：
```python
# A, B 形如 [[0,2],[5,10]...]
def intervalIntersection(A, B):
i, j = 0, 0
res = []
while i < len(A) and j < len(B):
# ...
j += 1
i += 1
return res
```
不难，我们先老老实实分析一下各种情况。
首先，**对于两个区间**，我们用 `[a1,a2]` 和 `[b1,b2]` 表示在 `A` 和 `B` 中的两个区间，那么什么情况下这两个区间**没有交集**呢：
只有这两种情况，写成代码的条件判断就是这样：
```python
if b2 < a1 or a2 < b1:
[a1,a2] 和 [b1,b2] 无交集
```
那么，什么情况下，两个区间存在交集呢？根据命题的否定，上面逻辑的否命题就是存在交集的条件：
```python
# 不等号取反，or 也要变成 and
if b2 >= a1 and a2 >= b1:
[a1,a2] 和 [b1,b2] 存在交集
```
接下来，两个区间存在交集的情况有哪些呢？穷举出来：
这很简单吧，就这四种情况而已。那么接下来思考，这几种情况下，交集是否有什么共同点呢？
我们惊奇地发现，交集区间是有规律的！如果交集区间是 `[c1,c2]`，那么 `c1=max(a1,b1)`，`c2=min(a2,b2)`！这一点就是寻找交集的核心，我们把代码更进一步：
```python
while i < len(A) and j < len(B):
a1, a2 = A[i][0], A[i][1]
b1, b2 = B[j][0], B[j][1]
if b2 >= a1 and a2 >= b1:
res.append([max(a1, b1), min(a2, b2)])
# ...
```
最后一步，我们的指针 `i` 和 `j` 肯定要前进（递增）的，什么时候应该前进呢？
结合动画示例就很好理解了，是否前进，只取决于 `a2` 和 `b2` 的大小关系：
```python
while i < len(A) and j < len(B):
# ...
if b2 < a2:
j += 1
else:
i += 1
```
### 代码
```python
# A, B 形如 [[0,2],[5,10]...]
def intervalIntersection(A, B):
i, j = 0, 0 # 双指针
res = []
while i < len(A) and j < len(B):
a1, a2 = A[i][0], A[i][1]
b1, b2 = B[j][0], B[j][1]
# 两个区间存在交集
if b2 >= a1 and a2 >= b1:
# 计算出交集，加入 res
res.append([max(a1, b1), min(a2, b2)])
# 指针前进
if b2 < a2: j += 1
else: i += 1
return res
```
总结一下，区间类问题看起来都比较复杂，情况很多难以处理，但实际上通过观察各种不同情况之间的共性可以发现规律，用简洁的代码就能处理。
另外，区间问题没啥特别厉害的奇技淫巧，其操作也朴实无华，但其应用却十分广泛。
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======其他语言代码======
[986.区间列表的交集](https://leetcode-cn.com/problems/interval-list-intersections)
### java
[KiraZh](https://github.com/KiraZh)提供第986题Java代码
```java
class Solution {
public int[][] intervalIntersection(int[][] A, int[][] B) {
List res = new ArrayList<>();
int a = 0, b = 0;
while(a < A.length && b < B.length) {
// 确定左边界，两个区间左边界的最大值
int left = Math.max(A[a][0], B[b][0]);
// 确定右边界，两个区间右边界的最小值
int right = Math.min(A[a][1], B[b][1]);
// 左边界小于右边界则加入结果集
if (left <= right)
res.add(new int[] {left, right});
// 右边界更大的保持不动，另一个指针移动，继续比较
if(A[a][1] < B[b][1]) a++;
else b++;
}
// 将结果转为数组
return res.toArray(new int[0][]);
}
}
```
### javascript
[986.区间列表的交集](https://leetcode-cn.com/problems/interval-list-intersections)
```js
/**
* @param {number[][]} firstList
* @param {number[][]} secondList
* @return {number[][]}
*/
var intervalIntersection = function (firstList, secondList) {
let i, j;
i = j = 0;
let res = [];
while (i < firstList.length && j < secondList.length) {
let a1 = firstList[i][0];
let a2 = firstList[i][1];
let b1 = secondList[j][0];
let b2 = secondList[j][1];
// 两个区间存在交集
if (b2 >= a1 && a2 >= b1) {
// 计算出交集，加入 res
res.push([Math.max(a1, b1), Math.min(a2, b2)])
}
// 指针前进
if (b2 < a2) {
j += 1;
} else {
i += 1
}
}
return res;
};
```
