【算法实战系列】两数之和

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给定一个整数数组

nums

和一个目标值

target

,请你在该数组中找出和为目标值的那

两个

整数,并返回他们的数组下标。

你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是,你不能重复利用这个数组中同样的元素。


示例:

给定 nums = [2, 7, 11, 15], target = 9

因为 nums[0] + nums[1] = 2 + 7 = 9
所以返回 [0, 1]


题目解析:

通过示例可以看出,数组下标0+数组下标1的值,要等于target参数。如果要找出数组中满足条件的数据,那么就要用到循环了,通过遍历这个循环,用数组中前一个下标和后一个下标进行对比,如果两个下标的值相加等于target变量,那么就返回它们,如果没有的话,没关系,我们throw一个异常。


解题代码:

方法一:暴力法

遍历每个元素x,并查找是否存在一个值与它的和等于target

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        for(int i = 0; i<nums.length; i++){
            for(int j=i+1; j<nums.length;j++){
                if((nums[i]+nums[j])==target){
                    return new int[]{i,j};
                }
            }
        }
        throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
    }
}


测试结果:

方法二:一遍哈希表

迭代的时候将元素插入到表中的同时,检查哈斯表中是否已经存在当前元素对应的目标元素,也就是target – x,如果它存在,那我们已经找到了对应解,并立即将其返回。

class Solution {
    public int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            int complement = target - nums[i];
            if (map.containsKey(complement)) {
                return new int[] { map.get(complement), i };
            }
            map.put(nums[i], i);
        }
        throw new IllegalArgumentException("No two sum solution");
    }
}


代码解析:

boolean containsKey(Object key) 如果此映射包含指定键的映射,则返回true


测试结果:


总结:

第一种方法,对于每个元素,我们试图通过遍历数组的其余部分来寻找它所对应的目标元素,时间虽然比第二种慢,但是空间占用比第二种方法少。

  • 时间复杂度:O(n^2) 我们只遍历了包含有 n 个元素的列表一次。在表中进行的每次查找只花费 O(1) 的时间
  • 空间复杂度:O(1)。

相比较第一种方法,第二种方法,我们只遍历了包含有n个元素的列表一次,在时间上是比第一种快的,但是使用了一个Map,在空间占用上比第一种方法大,用空间换取时间。时间复杂度:O(n)  空间复杂度:O(n)。

  • 时间复杂度:O(n), 我们只遍历了包含有 n 个元素的列表一次。在表中进行的每次查找只花费 O(1)的时间。

  • 空间复杂度:O(n), 所需的额外空间取决于哈希表中存储的元素数量,该表最多需要存储 n 个元素。

时间复杂度与空间复杂度参考这篇文章:

时空复杂度O(n^2)、O(n)、O(1)、O(logn)、O(nlogn)是什么意思


Think outside the box. —— 让你的思维跳出盒子。



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